phorene在鞋子上中文是什么意思?

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phorene磷烯磷烯 [lín xī]磷烯(Phosphorene)又称黑磷烯或二维黑磷,是一种从黑磷剥离出来的有序磷原子构成的、单原子层的、有直接带隙的二维半导体材料。磷烯在场效应晶体管、光电子器件、自旋电子学、气体传感器及太阳能电池等方面有着的广阔的应用前景。

若是提到新一代神奇材料,或许大家一开始都会想到石墨烯,但除此之外,也有不少材料正在暗中发光发热。最近澳洲科学家便通过结构与石墨烯类似的磷烯(phosphorene),成功将钙钛矿太阳能转换效率提升2到3%。

石墨烯有诸多优良的性能,像是无比坚硬、导电速度快等都是备受科学家关注的原因,但它并不是个天然的半导体,通常半导体材料可利用能隙来控制电流,但石墨烯却没有能隙,虽然电流传导速度较快,但难以控制电流。

而磷烯是实实在在的半导体材料,能通过能隙来控制电流开关,导电性则跟石墨烯一样,比现在使用的硅材料要快上数十甚至数百倍,因此澳洲福林德斯大学与昆士兰大学等团队便看好磷烯特性,认为它可以帮助钙钛矿太阳能一臂之力。

其中磷烯是由层状黑磷块材剥离而成,随着减少层数,发光的范围可从中红外到可见光,因此如何从黑磷单层磷烯是团队首要挑战,福林德斯大学科学与工程学院博士Christopher Gibson表示,团队已经找出全新方法来剥离磷烯,这将有助于生产更高效与便宜的太阳能电池。

(Source:福林德斯大学)

在该实验中,团队通过南澳大学研制的涡流设备(Vortex Fluidic Device,VFD)的快速剪应力(shear stress),成功剥离出4.3纳米厚的磷烯纳米层片。Gibson指出,在钙钛矿太阳能电池添入磷烯后,转换效率也提高2%到3%。

根据团队在《Small Methods》的论文,新型剪应力剥离方法在较短的时间内,就能产生出结晶质高、原子级厚度较薄的磷烯纳米片。之后团队把磷烯纳米片当作电子传输层材料(ETM)后,转换效率也成功从14.32%提升到16.53%,最高则达到17.85%,效率已经可与高温制作法匹敌。

若能进一步提高钙钛矿太阳能的转换效率,将能加速其商业化进展,指导教授Joseph Shapter表示,晶体硅太阳能是目前最常见的太阳光电技术,但我们需要耗费许多电力与能源来制造电池,相较之下钙钛矿电池持久性较高。

也因为钙钛矿太阳能具有材料成本低、建造成本低等优点,大规模商业化后,最终也能降低太阳能整体成本,进而提高再生能源的普及率。


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