太空也可以用，超輕薄硒化鉬太陽能效率突破 12%

為讓太陽能板能抵抗惡劣的太空環境，太空用的太陽能電池通常跟傳統的矽晶太陽能電池不太一樣，最近科學家透過硒化鉬（MoSe2），研發出超薄太陽能電池，轉換效率也從 5% 提高到 12%。

想當然現階段我們還無法在太空中製造太陽能板，使必要透過火箭升空，但常見的矽或砷化鎵太陽能電池較重，為了迎接挑戰，科學家們正在探索各種輕型替代品，包括由硒化鉬薄層製成的太陽能電池，為二維過渡金屬硫屬化合物（2D –TMDC），半導體特性之二維材料。

現在科學家們成功將 2D-TMDC 太陽能電池的效率從 5% 提高 12%，主要作者 Deep Jariwala 認為，人們開始意識到 2D-TMDC 是不錯的太陽能電池材料，雖然並不是用於地面太陽能，而是需要靈活度更高的太空應用，而2D-TMDC 太陽能電池的重量比矽或砷化鎵太陽能電池輕 100 倍，讓該材料吸引力激增。

（Source：Cell Press）

團隊指出，雖然 2D-TMDC 太陽能電池效率不如矽晶，但單位重量發出的電力更多，因為 2D-TMDC 太陽能的吸光層只需 3~5 奈米，效果就能與市售太陽能電池媲美。這是因為太陽能電池吸收到日照後，光激發出激子（Exciton，電子電洞對），當帶正電電洞和帶負電的電子被整合到單獨電極時，就會發電。

如今團隊也設計出效率更高的太陽能電池設計，通過以這種方式對太陽能電池進行建模，該團隊能夠設計出一種效率比已經通過實驗證明的高出一倍的設計。Jariwala 表示，這項設計的獨特之處在於「超晶格結構」，以非半導體層隔開 2D-TMDC 的交替層，就算電池非常薄，也可以在電池結構內多次反射光。

團隊也成功在如此薄的太陽能電池實現 12% 的效率，團隊表示，有鑑於目前效率普遍低於 5%，希望在未來 4~5 年內，可以展示出 10% 或更高的電池。Jariwala 表示，下一步將實驗實現大規模的晶圓級生產。現在是將單個材料當作紙張，一層一層轉移來組裝超晶格，我們需要一種方法來直接在材料上生長這些材料。

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（首圖來源：pixabay）