首页 > 科技 >

小小硅元素的 “变形记”(3)

2019-01-13 09:23:34 网络整理 阅读:76 评论:0

但体积小并不代表着完美,由于硅烯只是一个平面,它的结构很不稳定,就像四边形比正方体更容易变形一样,硅烯会更容易分解,所以硅烯制造的晶体管可能只有几分钟的“生命”,因此硅烯目前还无法真正应用在实际生活中。

而在太阳能电池领域,硅的同素异形体似乎一直受到科学家们的青睐。某研究所的工作人员就一直致力于实现硅的“变形”,并最终有了惊人的成果。开发人员说,他们已经研制出了一种硅的新型材料——Na4Si24晶体,这是由硅元素和钠元素通过挤压而成的蓝色闪亮晶体。

研究人员发现,Na4Si24晶体是一种“走廊式”结构,就像人在走廊可以随处走动一样,钠离子在硅“走廊”里也可以轻易地来回“走动”。研究人员试着加热这种晶体,发现钠离子在热量的推动下可以轻易地滑出“走廊”,当钠离子全部滑出“走廊”后,研究人员就得到了硅的同素异形体——Si24。经过对比发现,它将光能转换成电能的效率比普通的硅晶体要高。研究人员认为,如果Si24可以大批量生产,将会制造出更高效的太阳能电池。

除了Si24之外,另一种硅的同素异形体——硅BC8,也可以应用于制作太阳能电池。前文提到,在传统的硅电池中,光照射在硅电池表面,一部分光子被硅电池吸收,光子撞击硅原子的电子,电子发生定向移动形成电流。在这个过程中,一个光子一般“敲”出一个电子后就失效了,光子的利用率很低。如果在阴天或是雨天的情况下,光子数目较少,被撞击出的电子就更少了,进而产生的电流也少,所以硅电池将光能转换为电能的效率就会变得更差。

但硅BC8可就不一样了。硅BC8的特殊结构使得单个光子进入后,可以撞击多个电子,可以使多个电子发生定向移动,而电子移动越多,产生的电流强度可能就越大。这样,即使只是少量的光子,硅BC8也可以充分利用光子,“敲”出硅电池内的大量电子,并发生定向移动,,光能就会被大量地转换为电能,从而提高阴天和雨天时太阳能硅电池的转换效率。

把硅“变形”,实际上就是将硅元素的一种形态转变成另一种形态,如同素异形体等,它们有的加快了计算机芯片的处理速度,有的提高了太阳能电池的使用效率。但令人遗憾的是,它们还不能真正在真实世界里大放异彩。即使这样,科学家们也不会就此退缩,因为“知难而上”是科学的魅力所在。

相关文章