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美國研制的什麽光電轉換率達47.1%

美國科學家最近研制出了壹種高效的太陽能電池,其光電轉換率高達47.1%,其相關知識如下:

1、這種新型太陽能電池采用了壹種名為鈣鈦礦的材料,具有優異的光電性能和穩定性。鈣鈦礦是壹種具有特殊晶體結構的礦物質,其化學式為CaTiO3。在太陽能電池領域,鈣鈦礦被用作光吸收層,能夠有效地將太陽光轉化為電能。

2、然而,傳統的鈣鈦礦太陽能電池存在壹些問題,如穩定性差、光電轉換效率低等。為了解決這些問題,美國科學家采用了壹種新型的鈣鈦礦材料,並對其進行了優化設計。他們發現,通過改變鈣鈦礦的結構參數,可以顯著提高其光電轉換效率。

3、具體來說,他們將鈣鈦礦中的鈦原子替換為錫原子,形成了壹種名為鈣鈦礦錫的新型材料。這種材料的光電轉換效率達到了驚人的47.1%,遠高於傳統鈣鈦礦太陽能電池的效率。此外,鈣鈦礦錫還具有很好的穩定性。

4、在模擬太陽光照射下,經過長時間的測試,其光電轉換效率幾乎沒有下降。這意味著,鈣鈦礦錫太陽能電池有望在未來成為壹種可靠的綠色能源解決方案。值得壹提的是,鈣鈦礦錫太陽能電池的制備過程相對簡單,成本較低。

光電轉換的相關知識

1、光電效應:光電效應是指光照射在物質表面上,使得物質表面的電子獲得足夠的能量離開物體表面,形成電流的現象。這個現象是由德國物理學家赫茲於1887年發現的。光電效應可以分為光電子發射、光電導和光生伏特三種類型。

2、光電池:光電池是壹種利用光電效應將光能轉換為電能的裝置。它由半導體材料制成,常用的有矽、硒和硫化鎘等。當光線照射在光電池的表面時,光子穿過電池表面,與內部的電子相互作用,使得電子從價帶躍遷到導帶,從而形成電流。

3、光電轉換效率:光電轉換效率是指光電池在標準光照條件下,單位時間內產生的電能與入射光照射在光電池表面上的光能之比。它是評價光電池性能的重要指標之壹。目前,單晶矽光電轉換效率已經達到23%以上,多晶矽達到18%以上。

4、影響因素:光電轉換效率受到多種因素的影響,包括光照強度、光譜分布、溫度、汙染物等。其中,光照強度和光譜分布是影響光電轉換效率的主要因素。此外,溫度也會對光電轉換效率產生影響,溫度升高會導致光電池的開路電壓下降,從而影響光電轉換效率。

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