#新能源周報#廣譜吸收的太陽能納米晶材料

新能源材料一周縱覽051期
20160418-20160424

本期導讀：世界上最小的熱機；監控運動的MONI襯衫；為什么鈉離子電池的容量低； CIGSe中缺陷的出現和消失；太陽能脈沖2號完成橫跨太平洋飛行；廣譜吸收的太陽能納米晶材料；高效率太陽能電池的秘密；無容量衰減的納米纖維電池，想知道嗎？快來看看吧~

1、世界上最小的熱機
Physicists build world's smallest heat engine

自工業革命以來，熱機對社會的發展起著重要的作用。最近發表在科學雜志上的一篇文章介紹了一種新型的熱力發動機——它只需要一個原子。研究人員用一個保羅陷阱捕獲一個帶電的鈣原子。由電產生的噪聲將這個原子加熱，并使用激光束將其冷卻，使鈣原子進行熱力循環。這意味著粒子在陷阱內的來回移動，從而復制一個典型發動機的沖程。經過測試，研究人員表示，如果單原子發動機的功率從一個原子的微小質量比例放大，其輸出將相當于汽車的發動機。

2、監控運動的MONI襯衫
Wearable Technology: Smart printed sensors monitor movement sequences

可穿戴技術在健康和健身方面有著較大的發展，比如智能手鐲。Fraunhofer ISC開發了一種新型透明傳感器材料。這種材料具有較好的透明性和靈活性，同時還能夠自發地獲得能量，所以不需要像電池一樣的電源，并且能夠使用絲網印刷工藝將其打印在紡織品上。因此產生了MONI襯衫，它最重要的功能是監控運動序列，它將在醫療保健方面有很大的幫助。

3、為什么鈉離子電池的容量低？
Scientists solve a long-standing puzzle for Na-ion battery leading to a general conceptual rule

鈉離子電池的研究中長期存在這樣一個問題：為什么鈉使石墨具有比鋰還低的存儲容量。研究人員用量子力學(Schrodinger方程)進行計算，發現石墨鈉的容量，的確比鋰小，并且比鉀，銣，和銫弱。正常情況下，周期表中一列元素會有單調行為的周期性，但是，鈉與其他底物的結合比鋰和鉀弱，并比銣和銫弱。這是因為電離能和離子基體之間的競爭導致的結果，同時，鎂的結合與周期表中同列元素相比同樣較弱。

相關文章發表在Proceedings of the National Academy of Sciences 上。

4、CIGSe中缺陷的出現和消失
Thin-film solar cells: How defects appear and disappear in CIGSe cells

銅銦鎵硒(CIGSe)太陽能電池具有多晶硅薄膜太陽能電池的最高效率，然而CIGSe電池商業化的效率卻未能達到實驗室的效率，這是因為CIGSe氣相沉積在基底的過程極其復雜，并且由許多變量控制。研究人員提出了一個可能的原因:制造過程中形成了降低效率的缺陷。研究表明，在CIGSe薄膜氣相沉積的過程中，銅和硒含量的增加，能夠讓缺陷逐漸消失。

相關文章發表在 Energy Environ. Sci. ?上。

5、太陽能脈沖2號完成橫跨太平洋飛行
Solar-powered plane slowly soaring from Hawaii to California

在確認天氣良好的前提下，太陽能脈沖2號于上周四從夏威夷出發，橫跨太平洋，降落在美國加利福尼亞州，完成了其環球飛行。來自瑞士的太陽脈沖 2 號機翼表面采用的是 17,248 顆太陽能電池，這是一架完全以太陽能為動力的飛機。“太陽脈沖”計劃的目標是利用全太陽能動力飛機首次挑戰環繞地球飛行。

6、廣譜吸收的太陽能納米晶材料
Nanocrystals expand the range of solar cell light energy to ultraviolet and infrared regions

中科大的研究人員利用鋅、鎘和銅這三種材料的硫化物，制成了可用于太陽能電池的納米晶體材料，可以吸收從紫外線到紅外線的廣譜太陽光。這套光轉化系統的基礎是硫化鋅基底，可以用來吸收紫外光；在基底上涂覆一層硫化鎘，用于吸收可見光部分；而紅外光則由硫化銅晶體來吸收。研究人員將這種材料裝在光水解電池中測試其性能，發生了光電轉化效應，證實了這種材料的可行性。該研究成果發表在Angewandte Chemie International Edition 期刊上。

相關文章發表在?Angewandte Chemie International Edition上。

7、 高效率太陽能電池的秘密
Solar cell mystery solved, expected to greatly increase efficiency

阿卜杜拉國王科技大學的研究人員首次合成了單晶的spiro-OMeTAD，其空穴遷移率要比同種薄膜材料高三個數量級。研究人員首先將spiro-OMeTAD溶解在特定的溶劑中，隨后再將其放在抗溶劑中，抗溶劑逐漸擴散到內部結構中，引起spiro-OMeTAD的結晶。在此基礎上，研究人員研究了其電子轉移機理，并指出在此類太陽能電池中，提高空穴轉移層的結晶度是未來的發展方向。

該研究結果發表在Science Advances期刊上。

8、 無容量衰減的納米纖維電池
Chemists create battery technology with off-the-charts charging capacity

加利福尼亞大學的研究人員設計出一種納米纖維電池，可以重復充放電數千次，這項研究可以用來大幅提升計算機、手機、航天器等的使用壽命。納米纖維具有高導電性以及高比表面積，但在鋰離子電池中，會發生體積膨脹，引起電池失效。研究人員在金納米線包覆了一層錳氧化物涂層，從而解決了該問題。并利用某種凝膠作為電解液，組裝成電池，可以進行充放電數千次，而不會發生容量的衰減。

本期周報由材料人新能源周報小組Carl，Ahenn供稿，材料牛編輯整理。

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