斯坦福大学科学家为超薄轻质太阳能电池板开发出新型光伏材料

这些过渡金属二氯化物（TMD）主要好处是，与其他太阳能材料相比，它们吸收了照射到其表面的超高水平阳光。研究人员表示，一架自动驾驶无人机通过其机翼上的太阳能阵列为自己供电，该阵列比一张纸要薄15倍，这就是TMD的前景。硅占了今天太阳能市场的95%，但它远非完美。我们需要轻质、可弯曲的新材料，坦率地说是更环保的材料，

虽然TMD拥有巨大的前景，但迄今为止的研究实验一直在努力将其吸收的2%太阳光转化为电能。对于硅太阳能电池板来说，这个数字正在接近30%。为了广泛使用，TMD将必须缩小这一差距。斯坦福大学的新原型实现了5.1%的电力转换效率，但研究人员预测，经过光学和电气优化，他们的效率实际上可以达到27%。这一数字将与目前市场上最好的太阳能电池板相当。

此外，该原型实现了100倍的功率重量比。这一比率对于移动应用非常重要，如无人机、电动汽车，以及为移动中的远征设备充电。目前原型每克产生4.4瓦，这个数字与当今其他薄膜太阳能电池，包括其他实验性原型产品相比具有竞争力。研究人员可以通过优化将这一关键比率再提高10倍，估计他们的TMD电池实际极限是每克46瓦。

TMD产品最大好处是其薄度，这不仅最大限度地减少了材料的使用和成本，而且还使TMD太阳能电池轻巧灵活，能够被塑造成不规则的形状--汽车车顶、飞机机翼或人类身体。斯坦福大学的团队能够生产出一个厚度仅为几百纳米的有源阵列。该阵列包括光伏TMD二硒化钨和由一层仅一个原子厚的导电石墨烯横跨的黄金触点。所有这些都被夹在一种灵活的、类似皮肤的聚合物和一种改善光吸收的抗反射涂层之间。

当完全组装起来时，TMD电池的厚度不到6微米，大约是一个轻便的办公垃圾袋厚度。需要15层才能达到一张纸的厚度。虽然薄、轻、灵活本身都是非常理想的目标，但TMD也有其他工程优势。它们在长期内是稳定和可靠的。而且，与其他挑战者不同的是，TMD不含有毒化学品。它们还具有生物相容性，因此它们可以用于需要直接接触人体皮肤或组织的可穿戴应用。

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斯坦福大学科学家为超薄轻质太阳能电池板开发出新型光伏材料

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