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ペンシルベニア大学の科学者たちは、従来は二次元の遷移金属ジカルコゲニド（DPM）という珍しい材料から太陽電池を作成しています。 これらの材料は光を電気に変換する効率が比較的低いですが、現代のシリコン写真パネルよりも倍軽いです。 スペースを確保するには、軽量であることが決定的な利点です。 しかし、DPM を使用したパネルに関してはまだやるべき作業が残っています。
DPM 膜の厚さは数原子にすぎません。 これは、現代の写真パネルのシリコンまたはガリウムヒ素層よりも数桁薄いです。 これにより、DPM太陽電池の倍以上の軽量化が可能となります。 宇宙（軌道上、月、その他の惑星上）での人類の存在を拡大するには、地球から輸送される貨物の重量が重要になります。 やがて宇宙エネルギーにおけるシリコンは放棄されなければならない時が来るでしょう。 そして研究者らは、遷移金属のジカルコゲニドで作られた光フォトパネルの黄金時代が来ると確信している。
ただし、DPM 材料には重大な欠点があります。 これに基づいてこれまでに作成されたすべての光電池サンプルは、効率が 5% 以下であることを実証しました。 重量の点ではシリコンよりもまだ優れていますが、理想的な場合には、有望な材料の効率を高める必要があり、これはたとえば光電池の構造を最適化することによって実現できます。 これはまさにペンシルバニア大学の科学者が行い、目に見える成功を収めたことです。彼らは効率 12% の DPM セルの構造を提案しました。
記載された効率が光電池のデジタルモデルで達成されたことを明確にする必要があります。 研究者らは、実験ではなくモデリングから始めることにしました。これは一定の理にかなっています。その方が安くて早いのです。 しかし、デジタルモデルと開発された手法に基づいて、専門家らは、今後10～年以内に少なくとも％の効率を持つ遷移金属のジカルコゲナイドから太陽電池の物理サンプルを提示できると確信している。 。
科学者らがデバイス誌の最新号で語った開発の秘密は、素子の多層構造（フォトンの無数の再反射が機能し始めるフィルム・オン・フィルム）と、電極の設計により、二次元 DPM 構造の主な活性要素である励起子を効果的に制御することが可能になります。 しかし、これらすべてはまだ紙の上にあります。 実用化が待たれます。
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