日本福冈——在《Science Advances》杂志上发表的一项研究中,九州大学工程学院副教授柳井伸宏领导的一组研究人员与九州大学宫田清副教授和神户大学小堀康弘教授合作,报告称他们已经在室温下实现了量子相干性:量子系统能够随着时间的推移保持明确状态而不受周围干扰影响的能力。这一突破是通过将发色团(一种吸收光并发射颜色的染料分子)嵌入金属有机骨架(MOF,一种由金属离子和有机配体组成的纳米多孔晶体材料)中实现的。他们的发现标志着量子计算和传感技术的重大进步。虽然量子计算被定位为计算技术的下一个重大进步,但量子传感是一种利用量子比特(经典计算中比特的量子类似物,可以存在于 0 和 1 的叠加中)量子力学特性的传感技术。可以采用各种系统来实现量子比特,其中一种方法是利用电子的固有自旋(与粒子磁矩相关的量子特性)。电子有两种自旋状态:自旋向上和自旋向下。基于自旋的量子比特可以存在于这些状态的组合中,并且可以“纠缠”,从而允许从另一个量子比特推断出一个量子比特的状态。通过利用量子纠缠态对环境噪声极其敏感的特性,量子传感技术有望实现比传统技术更高的分辨率和灵敏度的传感。然而,到目前为止,将四个电子纠缠并使其对外部分子作出反应,即使用纳米多孔 MOF 实现量子传感一直具有挑战性。值得注意的是,发色团可用于在室温下通过称为单重态裂变的过程激发具有所需电子自旋的电子。然而,在室温下会导致存储在量子比特中的量子信息失去量子叠加和纠缠。因此,通常只有在液氮水平温度下才能实现量子相干性。为了抑制分子运动并实现室温量子相干性,研究人员在 UiO 型 MOF 中引入了基于并五苯(由五个线性稠合苯环组成的多环芳烃)的发色团。“这项研究中的 MOF 是一种独特的系统,可以密集地积累发色团。此外,晶体内的纳米孔使发色团能够旋转,但角度非常受限,”Yanai 说道。
电气技术和工程教师,马来西亚马来西亚大学马来西亚大学,吉纳·贾亚(Hang tuah jaya)具有成本效益和高效的光伏应用的潜力,效率通常超过20%。但是,需要进一步改善细胞性能以降低生产成本。因此,本研究提出了通过修饰吸收层层厚度和组成的CIGS太阳能电池的超薄结构。SCAPS软件用于评估拟议设计的性能,例如开路电压(VOC),短路电流(JSC),填充因子(FF%)和转换效率(ŋ%)。结果表明,具有拟议的GNP和CGS吸收层的超薄太阳能电池是理想的,因为它们的较大ŋ%,25.33%。(2024年2月28日收到; 2024年5月20日接受)关键词:太阳能电池,超薄的CIGS太阳能电池,CGS,GNP,GNP,吸收层的厚度,Scaps。1。引言太阳能电池对于向更清洁,更可持续的能源过渡至关重要。由于地球群在气候变化和环境退化问题上挣扎,太阳能电池提供了一种发电的方法,而无需喷出温室气体或耗尽宝贵的资源[1]。可再生能源是一种潜在的解决方案,可能是全球电力供应的未来,以满足必要的需求,每年逐渐增加。吸收层是CIGS太阳能电池的关键组成部分。太阳能使用光伏技术转换为电能。太阳系中使用的常见半导体包括洁牙镉,丙烯酸铜,微晶硅,单晶硅和多晶硅硅[2]。例如,铜硅化铜(CIGS)是一种半导体材料,在太阳能电池技术领域中具有重要意义。CIGS表现出较高的转化效率,可以将阳光显着转化为电力。正在进行的研发工作着重于通过改善材料特性,设备架构和制造过程来提高CIGS太阳能电池的效率。这些进步有可能使CIGS技术在大规模采用方面更具吸引力。是直接吸收阳光并产生有助于发电的电荷(电子和孔)的层。吸收层的特性和特性在确定CIGS太阳能电池的整体性能和效率方面起着重要作用。CIGS太阳能电池中的缓冲液和前接触经常由硫化镉和氧化锌制成[4]。确定氧化物是否透明光的带隙比光的光子能量更重要,因为它包含发电所需的能量。氧化物不应根据这一含义吸收光。下一层(称为吸收层)由通常比喻为太阳能电池的“控制中心”的半导体材料组成。该层捕获光子和刺激电子的能力会导致传导带中电流,从而证实了这种效果[4]。因此,吸收层的半导体材料的选择与太阳能电池截面中存在的光子范围对齐。同时,back- *通讯作者:aziah83@gmail.com https://doi.org/10.15251/jor.2024.203.309
摘要:可再生能源大多是间歇性的,且地理分布不均匀;因此,对开发新的储能技术的需求很高。能够吸收光、将其储存为化学能并在需要时将其释放为热能的分子被称为分子太阳能热能存储 (MOST) 或太阳能热燃料 (STF)。此类分子为太阳能存储应用提供了一种有前途的解决方案。人们已经研究了不同的分子系统用于 MOST 应用,例如降冰片二烯、偶氮苯、芪、钌衍生物、蒽和二氢蓝。多环应变分子降冰片二烯 (NBD) 可光转化为四环烷 (QC),它具有高能量存储密度和长期储存能量的潜力,因此备受关注。未取代的降冰片二烯在这方面存在一些局限性,例如太阳光谱匹配性差和量子产率低。在过去十年中,我们的团队开发并测试了具有改进特性的新型 NBD 系统。此外,我们还在实验室规模的太阳能利用、储存和释放测试设备中展示了它们的功能。本报告描述了关于如何设计 NBD/QC 系统关键特性(光化学、能量储存、热释放、稳定性和合成)的最有影响力的最新发现,以及用于太阳能捕获和热释放的测试设备示例。虽然众所周知,引入供体 - 受体基团可以实现与太阳光谱更匹配的红移吸收,但我们设法引入了分子量非常低的供体和受体基团,从而实现了前所未有的太阳光谱匹配和高能量密度。其中一些系统中的战略性空间位阻显著增加了光异构体 QC 的存储时间,而二聚体系统具有独立的能量壁垒,可改善太阳光谱匹配、延长存储时间和提高能量密度。这些发现提供了一系列可能的化学改性方法,可用于调整 NBD/QC 系统的属性并使其适用于所需的应用,这对于任何想要接受设计高效 MOST 系统挑战的人都很有用。已经建造了几种测试设备,例如,一种混合 MOST 设备,它可以同时存储太阳能和加热水。此外,我们还开发了一种用于监测催化 QC 到 NBD 转化的设备,从而可以量化显着的宏观热量产生。最后,我们测试了不同配方的聚合物复合材料,这些复合材料可以在白天吸收光线并在夜间将能量释放为热量,以备将来用于窗户涂层应用。这些实验室规模的实现具有形成性,有助于推动该领域向 MOST 系统的实际应用迈进。