萊斯大學的工程團隊近日開發了一種新型二維塗層的過氧化物化合物，不僅能夠在嚴苛環境下經受更長時間的磨損，更能將光伏效率提高 18%，而且對環保也非常友好。目前光伏市場的優化通常在個位數，因此 18% 的提升是非常可觀、驚人的。
該團隊成員 Aditya Mohite 表示：“在過去 10 年裡，過氧化物的效率已經從大約 3% 飆升到 25% 以上。其他半導體花了大約60年時間才達到這個水平。這就是為什麼我們如此興奮”。這項研究發表在《Nature Nanotechnology》上。
過氧化物是具有立方體晶體格的化合物，是高效的光收集器。它們的潛力多年來一直為人所知，但它們提出了一個難題：它們善於將太陽光轉化為能量，但陽光和水分會使它們退化。
化學和生物分子工程以及材料科學和納米工程的副教授 Mohite 說：“一項太陽能電池技術預計可以工作20到25年。我們已經工作了很多年，並繼續使用大塊過氧化物，它們非常有效，但不那麼穩定。相比之下，二維過氧化物具有巨大的穩定性，但效率不夠高，無法放在屋頂上”。
萊斯大學的工程師和來自普渡大學和西北大學、美國能源部國家實驗室旗下 Los Alamos、Argonne 和 Brookhaven，以及位於法國 Rennes 的電子和數字技術研究所（INSA）的人合作，在某些二維過氧化物中，陽光能有效地縮小原子之間的空間，提高它們攜帶電流的能力。
Mohite 說：“我們發現，當你點燃這種材料時，你會像海綿一樣擠壓它，使各層聚集在一起，以增強該方向的電荷傳輸。研究人員發現，在上面的碘化物和下面的鉛之間放置一層有機陽離子，增強了各層之間的相互作用”。
Mohite 說：“這項工作對研究激發態和准粒子有重大意義，其中正電荷位於一層，負電荷位於另一層，它們可以相互交談。這些被稱為激子，它們可能具有獨特的特性。這種效應使我們有機會了解和定製這些基本的光-物質相互作用，而不需要創建複雜的異質結構，如堆疊的二維過渡金屬二氯化物”。