如何加快新太陽能電池材料的發(fā)現(xiàn)

被稱為鈣鈦礦的多種材料被認為是開發(fā)新型，更高效太陽能電池的最有前途的途徑之一。但是，這些材料構(gòu)成元素的幾乎無限可能的組合使得尋找有希望的新型鈣鈦礦變得緩慢而艱辛。

現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院和其他幾個機構(gòu)的研究人員團隊加快了篩選新制劑的過程，將新化合物的合成和分析速度提高了約十倍。在此過程中，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩套很有前途的新型鈣鈦礦啟發(fā)材料，值得進一步研究。

麻省理工學(xué)院的研究科學(xué)家孫世靜，機械工程學(xué)教授Tonio Buonassisi教授以及其他16位來自麻省理工學(xué)院，新加坡和美國國家標準與技術(shù)研究所的論文在本周的《焦耳》雜志中描述了他們的發(fā)現(xiàn)。

令人驚訝的是，盡管采用了部分自動化，但吞吐速度的大部分改善是由于工作流程的人機工程學(xué)所致，Buonassisi說。這涉及更傳統(tǒng)的系統(tǒng)效率，通常是通過跟蹤和計時許多步驟來獲得的：合成新化合物，將它們沉積在基板上進行結(jié)晶，然后使用多種技術(shù)觀察和分類所得晶體的形成。

布納西西說：“有必要加快新材料的開發(fā)，”隨著世界繼續(xù)朝著太陽能發(fā)展，包括在太陽能電池板空間有限的地區(qū)，這種發(fā)展。他說，但是開發(fā)新的能量轉(zhuǎn)換材料的典型系統(tǒng)可能要花費20年的時間，而且前期的資本成本很高。他的團隊的目標是將開發(fā)時間縮短到兩年以下。

本質(zhì)上，研究人員開發(fā)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許并行制造和測試多種材料?！拔覀儸F(xiàn)在可以使用相同的材料合成平臺訪問各種不同的成分。它使我們能夠探索廣泛的參數(shù)空間，”他說。