经过六年研发，这家荷兰科技初创公司推出的太阳能电动汽车“the 0”即将亮相。这款创新型汽车无需充电即可行驶数月，为电动交通工具的效率树立了新的标杆。 

利哈伊大学的研究人员开发出一种新型量子材料 这项技术有望显著提升太阳能电池板的效率。这种创新材料由铜、硒化锗 (GeSe) 和硫化锡 (SnS) 组成，其外部量子效率 (EQE) 高达 190%。这一数值超越了传统效率极限，预示着一项可能彻底改变太阳能收集方式的突破性进展。

了解效率突破

太阳能电池将太阳光转化为电能，其效率用外量子效率（EQE）来衡量，传统上EQE的最大值为100%。100%的效率意味着每个光子产生一个电子。然而，利哈伊大学开发的新材料采用了一种称为多激子生成（MEG）的机制，在这种机制下，高能光子可以产生多个电子，从而将效率提升到100%以上。

这种材料的独特之处在于它利用了“中间能带态”——材料内部特定的能级，这些能级能够增强其太阳能转换能力。这些能级的位置恰好能够充分利用传统太阳能电池会浪费的光子。该材料通过吸收红外和可见光谱中的额外光线，能够利用更宽范围的太阳光谱，从而提高发电量。

创新背后的科学

 
以 CuxGeSe/SnS 为活性层的薄膜太阳能电池示意图。图片来源：Ekuma 实验室/利哈伊大学

这种材料优异的性能源于其在分子层面的精确结构调控。研究人员通过将铜原子插入GeSe和SnS层中，构建了一种紧密结合的二维结构，从而使光子能够与该材料发生独特的相互作用。这些相互作用发生在范德华间隙中——即铜原子所在的材料层间微小空间。

通过大量的计算机模拟和实验方法，该团队已经完善了一种能够精确放置铜原子的技术，最大限度地减少了诸如聚集等可能损害材料性能的不良影响。

展望未来：挑战与机遇

利哈伊大学的研究人员开发出一种量子效率高达 190% 的新型量子材料，这有望显著推动太阳能交通工具（包括汽车、卡车和公共汽车）的发展。

这种突破性材料能够高效地捕获各种光谱的阳光，克服了太阳能汽车目前的局限性，无需依赖化石燃料即可提供足够的能量，用于更重、更长距离的行驶。

将这些高效太阳能电池集成到车辆设计中，可以大幅减少碳排放，尤其是在公共汽车和卡车等重型车辆中，燃料成本和环境影响都是人们关注的重点。

随着这些先进太阳能电池的进一步研发和应用，它们有望改变全球经济和环境格局。降低车辆运营成本和碳排放，不仅能带来可观的经济效益，还能通过改善空气质量来提升公众健康。

此外，转向太阳能汽车将降低全球对石油的依赖，增强地缘政治稳定性，并促进可再生能源领域的就业。这一转变是迈向可持续全球交通的关键一步，符合更广泛的环境目标，并为更清洁、更可持续的未来铺平道路。

尽管结果令人鼓舞，但距离这种材料的商业化应用还有很长的路要走。将这种新型量子材料集成到现有的太阳能系统中需要进一步的研究和开发。虽然生产工艺已经相当先进，但要将其应用于太阳能行业的实际生产中，还需要扩大生产规模。

这项技术的潜在益处巨大。通过大幅提高太阳能电池的效率，我们可以朝着更可持续的能源解决方案迈进，减少对化石燃料的依赖，并降低能源生产对环境的影响。

利哈伊大学奇内杜·埃库马教授及其团队的研究成果代表了光伏领域的重大飞跃。他们的研究突破了现有技术的局限，为可再生能源的未来开辟了新的道路。随着这项技术的进步，有望催生出更经济高效的太阳能发电系统，使太阳能在全球范围内得到更广泛的应用，并有助于满足全球能源需求。

关于作者

罗伯特·詹宁斯 罗伯特·罗素是InnerSelf.com的联合出版人，该平台致力于赋能个人，并促进一个更加紧密联系、更加公平的世界。作为美国海军陆战队和美国陆军的退伍军人，罗伯特拥有丰富的人生阅历，从房地产和建筑行业到与妻子玛丽·T·罗素共同创建InnerSelf.com，他将这些经历融入到对生活挑战的务实而深刻的思考中。InnerSelf.com创立于1996年，旨在分享真知灼见，帮助人们为自己和地球做出明智而有意义的选择。30多年来，InnerSelf始终致力于启发人们的思考，赋予他们力量。

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