美国科学家研制出单原子厚度”硼墨烯“ 可运用于光伏发电

来源:科技日报发布时间:2015-12-21 13:54:02

美国能源部阿贡国家实验室、西北大学和纽约州立大学石溪分校的科学家首次创造出二维的硼,这种材料只有单个原子厚度,被称为“硼墨烯”。相关研究发表在18日出版的《科学》杂志上。

 

科学家一直感兴趣这种单层二维材料的独特属性,特别是其电子性质。硼墨烯是一种不同寻常的材料,因为它在纳米尺度表现出很多金属特性,而三维硼或者散状硼都只是非金属半导体。因为硼墨烯同时具有金属性和原子厚度,从电子产品到光伏发电都具有广泛的应用可能性。

与其在元素周期表上的“邻居”碳元素相似,硼也经常以不同的“面孔”示人,被称为“同位异形体”。石墨由很多二维层堆叠而成,可以被整层“撕开”,但对于二维硼墨烯而言,则不具备这样的属性。领导这项研究的纳米科学家南森·郭尔辛格说:“硼墨烯非常有趣,它不同于先前的二维材料,不会自然出现。”

虽然已明确有16种硼元素的同位异形体,但此前科学家从未制作出整张的单层硼墨烯。研究人员称,这是一种令人兴奋的、尚待发现和探索的全新材料。

硼在纳米尺度的原子配置不同寻常。当其他二维材料看起来很光滑的时候,硼墨烯看起来却像瓦楞纸板,具体取决于其原子之间如何结合。这种结构决定了其导电属性具有方向性,这在其他二维材料中很罕见。此外,基于对该材料的理论预测,它还很可能有较高的拉伸强度。

需要指出的是,发现和合成硼墨烯实际上借助了计算机模拟仿真工具。

总编辑圈点

“烯”字辈新材料近年来很火很热闹。自从单原子厚度二维石墨烯成为学界“新宠”,后续产业界跟进,好消息层出不穷,但时至今日,还没形成颠覆性的拳头产品。今年,硅烯作为石墨烯的“劲敌”狠抓了抓大家的眼球,然而,艰难的制备工艺使其尚未形成真正的威胁。现在,单原子厚度的硼墨烯横空出世且表现不俗,虽然刚刚开启二维硼的世界,但同样值得寄予厚望。若“三烯”能并驾齐驱,受益的一定是普罗大众。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201512/21/94078.html

责任编辑:liufang
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
中科大徐雪青EES:硼-卤化物相互作用用于通过两步法制备的1.68 eV宽带隙钙钛矿结晶调控来源:先进光伏 发布时间:2025-12-02 14:09:01

研究意义为两步法制备高性能宽带隙钙钛矿提供新策略。首次实现全溶液两步法制备钙钛矿/硅串联电池效率突破31%。结论展望本研究通过BCF分子引入,构建了硼-卤键与氢键协同的结晶调控新策略,成功制备出高质量1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜,实现单结23.49%、串联31.12%的高效率,并显著提升器件稳定性。

AFM:均质化磷官能团化富勒烯用于增强钙钛矿太阳能电池的电子提取性能来源:知光谷 发布时间:2025-12-01 15:57:35

传统的富勒烯C60虽然是钙钛矿太阳能电池中常用的电子提取材料,但它有两个明显的缺点:一是在溶液里容易抱团,溶解性差;二是和钙钛矿的“互动”太弱,导致界面能量损失。磷官能团的引入,就像给富勒烯装了“抓手”,既提高了它的溶解性,又让它能牢牢地抓住钙钛矿表面。效率与稳定性兼得:该策略不仅将电池效率推高至25.62%,更在长达1000小时的连续光照测试中表现出极强的稳定性,为实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。

AEM:用于非富勒烯有机太阳能电池的两亲性聚合物共网络:调控分子堆叠实现高效下转换来源:知光谷 发布时间:2025-11-25 14:41:54

两亲性聚合物共网络由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成,近年来在被动光子学应用中引起关注。掠入射广角X射线散射表明,发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠,进而影响电荷传输。研究亮点:创新性引入APCNs作为多功能支架:利用其纳米相分离结构,成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离,解决了材料不相容和能级不匹配问题。

中国科学家开发光伏发电预测新技术!发电预测精度提升15.3%来源:清洁能源视界 发布时间:2025-10-28 09:00:20

这对于那些地处偏远、监测设备不完备的光伏电站来说,无疑是个重大利好。湖南大学团队的这项研究,为光伏电站应对复杂运行环境提供了坚实的技术支撑,标志着我国在智慧能源管理领域又迈出了关键一步。

郑州大学AFM:基于降冰片二烯的固态光热薄膜用于高效太阳能存储来源:知光谷 发布时间:2025-10-20 10:02:32

本研究郑州大学宋东兴、王珂等人开发了一种基于降冰片二烯分子的固态光热储能薄膜,通过光异构化反应将太阳能转化为化学能,并在加热时以热能形式释放。其中,NBD4薄膜表现出最高的储能密度,达到202Jg。将该固态光热储能薄膜与光伏电池集成后,可吸收紫外光,降低光伏电池温度约5°C,并将紫外光子储存为化学能,系统整体效率提升约3%。

华中科技大学郭静&郭睿AFM:无溶剂硫醇-烯光聚合用于钙钛矿太阳能电池的无损封装来源:知光谷 发布时间:2025-10-11 09:40:01

实现长期运行稳定性仍是钙钛矿太阳能电池商业化面临的关键挑战。本文华中科技大学郭静和郭睿等人提出一种无溶剂、室温封装策略,采用硫醇-烯点击光聚合硅氧烷材料,专为PSC保护设计。TECP封装器件的功率转换效率几乎无变化,凸显了TECP封装过程的温和性。文章亮点:无溶剂、室温快速无损封装基于硫醇-烯点击光聚合的TECP材料,在25°C、30秒内完成固化,无溶剂残留,封装后器件效率几乎无损失,实现真正“无损”封装。

温控器领导品牌宇电用"精密温控"撬动半导体产业自主可控来源:宇电科技 发布时间:2025-07-10 15:18:22

随着半导体产业加速向中国市场转移,精密温控技术的市场需求持续攀升,中国本土企业正以创新实力重塑市场格局,解决行业关键元器件“卡脖子”问题。厦门宇电自动化科技有限公司(简称“宇电温控科技”)作为国内工业温控领域的“隐形冠军”,历经35载技术沉淀,成功突破半导体级温控技术壁垒,实现了从光伏到半导体设备的全产业链国产化替代。

重在落实!《云南省推动绿电直连建设实施方案》发布来源:理想能源网 发布时间:2025-07-10 14:40:01

关于印发《云南省推动绿电直连建设实施方案》的通知

中科院长春应化所&隆基Science双自由基自组装分子助力钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池效率突破34.2%来源:太阳能电池札记 发布时间:2025-07-10 14:29:36

实验室小面积钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率虽已接近27%,但大面积器件的均匀性和长期稳定性仍是产业化的关键瓶颈。传统自组装单分子层(SAMs)材料难以同时满足高效电荷传输、高稳定性和大面积加工的需求。

贵州六盘水钟山区:规范分布式光伏开发来源:贵州六盘水钟山区能源局 发布时间:2025-07-08 11:33:46

贵州六盘水钟山区能源局发布《关于自然人、非自然人分布式光伏发电项目开发建设有关工作的提示》,通知称为有序推进自然人、非自然人户用分布式光伏开发建设,维护项目施工、安装、屋顶租赁等环节涉及人员合法权益,就开发建设有关工作的做出提示。

隆基绿能叠层电池研发成果连续在《Nature》和《Science》在线发表来源:隆基绿能 发布时间:2025-07-08 08:39:41

晶硅-钙钛矿叠层太阳电池因其有望超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)效率极限,而成为当前全球先进光伏技术研究的热点。受制于短波光子的热驰豫损失,传统晶硅单结太阳电池效率的进一步提升面临瓶颈。为此,科学家们提出将宽带隙钙钛矿与晶硅集成,通过构建串联叠层太阳电池,有效减少载流子热驰豫损失,充分利用太阳光能,实现光电转换效率的突破。叠层太阳电池被公认为下一代超高效先进光伏技术。