新型陶瓷可提供廉价的太阳能板-论文.pdf

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1、现代材料动态2014年第9期这项研究内容发表在期刊NatureMaterials[Xing，eta1．，Nat．MateL(2014)】上，这项研究的突破来自研究人员在用一束激光照射他们开发出的杂化钙钛矿太阳能电池材料时，意外发现电池发出明亮的光芒。虽然大部分太阳能电池材料能有效的吸收光线，但他们并不产生光。这种材料经证实在光线照射下非常持久耐用，它能捕获光粒子并将它们转换为电，反之亦然。调整材料成分意味着它能发出多种颜色的光，意味着它适合于用作发光装置，例如平板显示器。这种新的发光钙钛矿结构材料发光及将光转换为电的能力，使它很适用于激光，以及用作芯片上的电子装置获得探

2、测和控制光的能力。据报道这种材料比标准硅基太阳能电池便宜得多，因为它采用直接基于溶液的制造工艺将两个或更多化学反应在室温下合并在一起。太阳能电池材料也能做成半透明，因此能用作染色窗户玻璃，它能利用阳光发电，或给移动设备充电，这仅仅需要把它们放在阳光下即可。此外，由于这种材料能发光，它可以用作装饰材料或者在商场及办公室作为显示屏。科学家们己将这种多用途廉价材料提交了专利申请，并希望用在环境友好的建筑物上。研究人员正计划扩大材料规格用作更大的太阳能电池，也能更适合于制造大尺寸的发光材料。(董丽摘译)翱新型陶瓷可提供廉价的太阳能板据一项新的研究结果表明，基于一种新型陶瓷材料的

3、药片大小的装置可获得低成本高效率太阳能板。这个太阳能板通过光伏材料利用来自可见光和红外光中的能量，由于减少了制造时间，有可能提供更便宜和更持久的电力。这项研究由来自来自宾西法利亚大学和德雷塞尔大学的一支队伍进行，研究结果发表在Nature[Grinberg，eta1．，Nature(2013)]上，它展示了通过铌酸钾和铌酸镍钡合成的一种钙钛矿晶体能改善标准铁电材料，能提高6倍的能量吸收并且提高50倍光电流密度。这种新型陶瓷材料有很多优点，例如太阳能板比标准硅基装置更薄，比当前先进的薄膜太阳能板更便宜。作为一种铁电体，它能变换极性，提高它的能源效率。研究者Jonathan

4、Spanier说到，“这种类型的材料更加优异是因为它相比之下更便宜，无毒害，以及所用元素在地球上储备丰富，不像当前在高效率薄膜太阳能电池技术中用到的半导体化合物。”太阳能板效率低于期望值，是因为太阳粒子向各个方向散射而不进入太阳能电池。强迫它们沿单一通道流动需要多层不同的通道材料，尽管这样，一些在层间运动的粒子仍然会损失，从而减少了电池的能量效率。科学家用x射线晶体学和高分辨粉末衍射数据来分析材料是否具有晶体结构及对称性，结果表明它能在一个方向传送能量而没有穿透层——一种体积光伏效应一一从而减少了可能的能量损失。改变组成元素在新材料中的百分比也意味着能减少材料的带隙。S

5、panier说“这种母体材料的带隙在紫外线范围内，但只需要增加10％的铌酸镍钡就能使带隙移动到可见光范围，从而接近高效率太阳能转换理想值。”这个团队希望进一步调整这种材料的成分提高效率，5现代材料动态2014年第9期但将它发展成一个实用的太阳能板仍然有很多工作需要做来。(董丽摘译)柔性电子元件使眼睛放松苏黎世联邦理工学院开发出柔韧电子元件使新一代超薄透明传感器变成现实。这个团队已开发出的元件非常小而且柔韧，它们甚至能缠绕在一根头发上而不损害功能，而且它们还能粘附和适用于广泛的表面上。这个项目基于在他们对柔韧电子器件的研究，包括能被编织成纺织品的晶体管和传感器，用于“智能

6、”隐形眼镜，或者用于监视身体各项功能。这种薄膜器件用聚对二甲苯聚合物薄膜制成，最大厚度0．001mm，它一层一层的蒸发到一个传统的两英寸晶片上，然后通过标准方法从半导体和金属材料中制备出晶体管和传感器。这种超柔韧低重量和透明的电子元件被贴在聚对二甲苯薄膜上面，然后在聚乙烯醇溶解到水中后从承载基体中分开。研究表明在非常细小基体上的电子器件仍然具备优异的可弯曲能力、一致性，并且它的重量很轻。这项研究发表在期刊NatureCommunication[Salvatore，eta1．，Nat．Commun(2014)]上，试验将这个薄膜缠绕在头发上依然显示出它具有很好的一致性，这

7、确定了它的理论弯曲半径为50lam。这种晶体管虽然柔韧性不如基体，因为用于它们需要用陶瓷材料构建而成，但仍然工作得完美。超薄电子薄膜结合了柔韧、透明和高性能到一个元件中，它能移植到任何物体中或者表面，以及人体皮肤和和植物叶片等生物学组织上。早期测试将薄膜晶体管和应变仪贴附在标准隐形眼镜上，然后放置在人造眼球中，用来评估薄膜和电子器件是否能承受眼球的弯曲半径并持续发挥功能。这项测试表明这种“智能”隐形研究能帮助测试眼内压力，从而监控治疗青光眼。但是在这个方法能变得商业化之前仍有一系列技术问题需要解决，例如电力供应和无线数据传送，以及怎样更好