萊斯大學(xué)的工程團(tuán)隊(duì)近日開(kāi)發(fā)了一種新型二維涂層的過(guò)氧化物化合物，不僅能夠在嚴(yán)苛環(huán)境下經(jīng)受更長(zhǎng)時(shí)間的磨損，更能將光伏效率提高 18%，而且對(duì)環(huán)保也非常友好。目前光伏市場(chǎng)的優(yōu)化通常在個(gè)位數(shù)，因此 18% 的提升是非?？捎^、驚人的。

　　該團(tuán)隊(duì)成員 Aditya Mohite 表示：“在過(guò)去 10 年里，過(guò)氧化物的效率已經(jīng)從大約 3% 飆升到 25% 以上。其他半導(dǎo)體花了大約60年時(shí)間才達(dá)到這個(gè)水平。這就是為什么我們?nèi)绱伺d奮”。這項(xiàng)研究發(fā)表在《Nature Nanotechnology》上。

　　過(guò)氧化物是具有立方體晶體格的化合物，是高效的光收集器。它們的潛力多年來(lái)一直為人所知，但它們提出了一個(gè)難題：它們善于將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為能量，但陽(yáng)光和水分會(huì)使它們退化。

　　化學(xué)和生物分子工程以及材料科學(xué)和納米工程的副教授 Mohite 說(shuō)：“一項(xiàng)太陽(yáng)能電池技術(shù)預(yù)計(jì)可以工作20到25年。我們已經(jīng)工作了很多年，并繼續(xù)使用大塊過(guò)氧化物，它們非常有效，但不那么穩(wěn)定。相比之下，二維過(guò)氧化物具有巨大的穩(wěn)定性，但效率不夠高，無(wú)法放在屋頂上”。

　　萊斯大學(xué)的工程師和來(lái)自普渡大學(xué)和西北大學(xué)、美國(guó)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室旗下 Los Alamos、Argonne 和 Brookhaven，以及位于法國(guó) Rennes 的電子和數(shù)字技術(shù)研究所（INSA）的人合作，在某些二維過(guò)氧化物中，陽(yáng)光能有效地縮小原子之間的空間，提高它們攜帶電流的能力。

　　Mohite 說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你點(diǎn)燃這種材料時(shí)，你會(huì)像海綿一樣擠壓它，使各層聚集在一起，以增強(qiáng)該方向的電荷傳輸。研究人員發(fā)現(xiàn)，在上面的碘化物和下面的鉛之間放置一層有機(jī)陽(yáng)離子，增強(qiáng)了各層之間的相互作用”。

　　Mohite 說(shuō)：“這項(xiàng)工作對(duì)研究激發(fā)態(tài)和準(zhǔn)粒子有重大意義，其中正電荷位于一層，負(fù)電荷位于另一層，它們可以相互交談。這些被稱為激子，它們可能具有獨(dú)特的特性。這種效應(yīng)使我們有機(jī)會(huì)了解和定制這些基本的光-物質(zhì)相互作用，而不需要?jiǎng)?chuàng)建復(fù)雜的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，如堆疊的二維過(guò)渡金屬二氯化物”。