达特茅斯工程学院领导的一项研究发表在《焦耳》杂志上，报告称发现了一种用于太阳能吸收器的全新高性能材料——太阳能电池的核心部分，将光转化为电能——这种材料稳定且储量丰富。研究人员使用独特的高通量计算筛选方法来加速发现过程，并能够快速评估大约 40,000 种已知候选材料。
达特茅斯霍奇森家族工程副教授Geoffroy Hautier表示：“这是光伏领域的第一个例子，通过这种方法和后续实验发现了一种新材料。” “大多数人一次研究一两种材料，而我们查看了四万种材料。”
达特茅斯学院研究员Zhenkun Yuan是这项研究的第一作者，其他合著者包括研究员Yi Huang Xiong、工程博士研究生Gideon Kassa和Andrew Pike、工程教授Hautier和Jifeng Liu，以及来自其他八个合作机构的研究人员。这项研究源于Hautier 和 Liu 在 2022 年获得的一项奖项，该奖项是美国能源部向全国大学和国家实验室提供的 5.4 亿美元的一部分，用于开发包括新型光伏材料在内的清洁能源技术。
实验室证实，这种太阳能吸收材料不仅能够有效地将光转化为电能，而且在空气和水中也高度稳定。 “你可以把它放六个月，它会保持不变，”豪蒂尔说。 “当您不必担心水分和空气污染时，这会显着降低您的成本。”
研究指出，通常情况下，寻找新的太阳能材料是乏味且缓慢的，甚至有大量的选择需要考虑。
“长期以来，我们一直在建立已知材料(包括天然材料和人造材料)的数据库，”豪蒂尔解释道。 “这使我们能够快速筛选并决定哪些材料可能有用，哪些可能没用。我们无法筛选稳定性，但我们可以将其范围缩小到大约 20 种合理的太阳能材料——从成千上万种太阳能材料中挑选出来。”可能性——在与我们的同事交谈后，我们感觉这个会很稳定。”
该团队计划继续改进工具以实现更好的筛选，并探索他们称之为“Zintls”的整个材料系列，这可能会增强和优化所发现的材料。
“进一步表征这种材料并更好地理解它有很多机会，例如它如何吸收光以及如何将其制成薄膜，”在实验室进行和监督材料测试的刘说。 “协作至关重要。需要整个社区的思想家和许多不同的技能才能使这一切发挥作用——计算、实验、制造、表征、优化——而且你需要将所有这些整合到一个团队中。”
豪蒂尔说：“明天我们不会将其用作太阳能电池板，但我们认为该材料系列非常出色，值得关注。”
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