荷兰格罗宁根大学发现锡基钙钛矿太阳能电池可大幅延缓热电子冷却
据 Interesting Engineering 报道，荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）的研究人员发现，基于锡的钙钛矿太阳能电池能够显著减缓高能“热电子”的热量损失。这一突破有望推动太阳能电池效率超越目前理论上的 33% 极限。
当阳光照射到电池板时，光子会激发电子运动。能量最高的光子会产生“超充能”的热电子。然而，在常规材料中，这些高能粒子会在极短的时间内（万亿分之一秒的几分之一）迅速冷却，将多余的能量以废热的形式释放，导致这部分能量无法被利用。
在与光物理与光电学教授 Maria Antonietta Loi 的合作下，研究团队构建了一个实验装置。Loi 实验室使用一种名为锡基钙钛矿的特殊太阳能电池材料，实现了一项曾被认为不可能的壮举：将热量流失的速度降低了 1,000 倍。这意味着，原本在皮秒级时间内消失的额外能量，现在可以保留纳秒级的时间。
为了解释这一现象，研究人员 Koster 和博士生 Tim Faber 建立了数字模拟模型，深入探究量子层面的机制。他们发现了一种令人惊讶的双重作用机制，该机制与实验室观察到的纳秒级延迟完全吻合。这种特殊材料可用于制造新一代超高效率太阳能电池。
锡基金属卤化物钙钛矿是一种无毒、环保的晶体材料，适用于高性能太阳能转换。该材料具有异常低的电子有效质量，使得电荷能够快速移动并长时间保留额外的热能。宽光谱吸收、高效的电荷传输以及延长的能量保留特性相结合，使这种材料成为下一代太阳能电池板的理想候选者。
研究团队在公告中表示：“仍有许多问题需要解答，但在理论上，这一发现可能允许创建效率超过 33% 理论极限的更高效的太阳能电池。”
