超级计算机仿真做出关于太阳能和LED的潜力的突破性发现：“以前从未被观察到过”

Rick Kazmer

Sat, July 27, 2024 at 5:00 PM GMT+8·

来自得克萨斯州高级计算中心的科学家们正在获得一个在原子水平上更深了解关于为什么钙钛矿对将阳光转化为电是如此一个好材料。

这一突破被用一台超级计算机发现，按照一份充满实验室语言的总结，该计算机发现了“电子和原子的叫极化子的准粒子中的涡旋结构”。

专家们声称，对跨美国各地的能源用户重要的是这些发现可能帮助来开发新的有潜力来“重新形成照明的未来”的太阳能电池和LED照明。

研究合著者、德克萨斯州奥登研究所量子材料工程中心主任费里夏诺（Feliciano Giustino）在总结中说，“这些极化子显示非常有趣的模式。原子围绕电子旋转并形成以前从未观察到过的涡流”。

卤化物钙钛矿是一族被许多专家誉为最终替代阳能电池板中硅的晶体结构矿物，主要是因为它们的效率和低生产成本的潜力。

美国能源部报告称，该材料的应用已经被一个短的使用寿命阻碍。各地的专家正在将它们与硅结合用于面板，有好的效果。

根据费里夏诺，极化子或“电荷的块…赋予钙钛矿有特殊的属性”。

在一个是一个必定引人入胜的场景中，极化子原子围绕电子涡旋来形成漩涡。当它们被用光子击中时电子变得被激发。根据总结，涡流可能帮助它们来保持那个样子更长时间。

费里夏诺解释说，“我们怀疑这种奇怪的涡旋结构阻止了电子回到未被激发的能级”。粒子运动是将太阳光线转化为能量所必需的。

对太阳能电池创新这是一个激动人心所有的部分，这些创新正在使公众更容易获得可再生、更清洁的能源。这项技术正在帮助更好的电化家庭、电器和车辆更买得起。

在联邦政府激励措施的帮助下，您能在家中节省30%的太阳能安装成本。EnergyPage是一项免费服务，能帮助您导航税收抵免、产品和安装者。平均而言，太阳能电池板所有者每年节省他们的约1500美元的水电费。

如果德克萨斯州的钙钛矿研究能够改进LED，它能帮助在家中加强更多的节省。如果至少更换40盏灯，更好的灯泡已经每年平均为房主节省600美元。

重要的是LED产生比其他类型更少约五倍的热捕获空气污染。全球变暖的烟雾被联系到增加的癌症和其他疾病风险。

费里夏诺说，没有高度先进的计算机他的团队的发现已经是不可能的，这些计算机帮助了来识别极化子和它们、电子和光子在钙钛矿中相互作用的独特方式。

按照政府，就它本身这种材料已经迅速的发展，以约为25%的效率将阳光转化为电能。市场瞭望（MarketWatch）报道市场上大多数使用有低于23%效率的硅太阳能电池板，以供参考。

费里夏诺在谈到钙钛矿时说，“这是一种革命性的材料。这解释为什么许多工作在光伏上的研究小组已经转向钙钛矿，因为它们是非常承诺的” 。

加入我们的免费通讯 free newsletter，每周更新最酷的创新，改善我们的生活，拯救我们的星球。