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神奇材料磷烯纳米带在首次演示中不负众望

导读 研究人员已将磷烯纳米带纳入新型太阳能电池,显着提高了它们的效率。磷烯纳米带 (PNR) 是二维材料磷的带状链,类似于石墨烯,由单原子厚

研究人员已将磷烯纳米带纳入新型太阳能电池,显着提高了它们的效率。

磷烯纳米带 (PNR) 是二维材料磷的带状链,类似于石墨烯,由单原子厚的原子层制成。PNR 于 2019 年首次生产,数百项理论研究预测了它们的特性如何增强各种设备,包括电池、生物医学传感器和量子计算机。

然而,到目前为止,这些预测的令人兴奋的特性都没有在实际设备中得到证实。现在,由伦敦帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员领导的一个团队首次使用 PNR 显着提高了一种设备(一种新型太阳能电池)的效率,证明这种“神奇材料”确实可以达到它的炒作。

详细信息今天发表在《美国化学学会杂志》上。

领导该研究的博士托马斯·麦克唐纳,从化学系和中心可处理电子帝国,说:“数以百计的理论研究已经预见到PNR中的令人兴奋的特性,但没有公布的报告还没有证实这些属性,或将其翻译成提高设备性能。

“因此,我们很高兴不仅提供了 PNRs 作为高性能太阳能电池有前途的途径的第一个实验证据,而且还展示了这种新型纳米材料用于下一代光电器件的多功能性。”

该团队将 PNR 整合到由钙钛矿制成的太阳能电池中,这是一种新型材料,科学家们可以轻松改变它们与光的相互作用方式,以适应一系列应用。

与传统的非柔性硅基太阳能电池相反,钙钛矿太阳能电池可以由液体溶液制成,有助于低成本印刷成薄的柔性薄膜。新型纳米材料,例如 PNR,可以简单地作为额外的层进行印刷,以提高设备的功能和效率。

通过加入 PNR,该团队能够生产效率高于 21% 的钙钛矿太阳能电池,与传统的硅太阳能电池相当。他们还能够通过实验验证 PNR 如何实现这种改进的效率。

他们表明 PNR 提高了“空穴迁移率”。“空穴”是电传输中电子的相反伙伴,因此提高它们的迁移率(衡量它们在材料中移动的速度)有助于电流在器件的层之间更有效地移动。

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