加州大学洛杉矶分校的技术突破可能带来更耐用、更便宜的太阳能电池

加州大学洛杉矶分校的技术突破可能带来更耐用、更便宜的太阳能电池从理论上讲，基于过氧化物的太阳能电池可以用比硅成本更低、更容易获得的原材料来制造；它们也可以用更少的能源和更简单的制造工艺来生产。但是到目前为止，一个绊脚石是过氧化物在暴露于光和热的情况下会分解--这对旨在从太阳中产生能量的设备来说尤其成问题。加州大学洛杉矶分校的博士后研究员和该研究的第一作者YepinZhao拿着一枚基于过氧化物的太阳能电池。资料来源：YangLab/UCLA现在，一个由加州大学洛杉矶分校领导的国际研究合作已经开发出一种方法，在太阳能电池中使用过氧化物，同时保护它不受导致其恶化的条件影响。在最近发表在《自然材料》上的一项研究中，科学家们将少量的离子-也就是带电的原子直接添加到过氧化物中。他们发现，当暴露在光和热下时，增强后的过氧化物晶体不仅更加耐用，而且还能更有效地将光转化为电。通讯作者、加州大学洛杉矶分校工程系CarolandLawrenceE.Tannas,Jr.教授说："可再生能源至关重要。过氧化物将是一个游戏规则的改变者，因为它可以以硅的方式进行大规模生产，而且我们已经确定了一种添加剂，将使这种材料变得更好。"卤化物过氧化物能够将光转化为电，是由于其分子形成重复的立方体网格的方式。这种结构是由带相反电荷的离子之间的键固定在一起的。但是，光和热往往会导致带负电的离子从过氧化物中弹出，这破坏了晶体结构，削弱了该材料的能量转换特性。图中显示了未经改变的过氧化物分子（左）的结构，其中碘离子（紫色）正在迁移；以及添加了钕离子（红色）的过氧化物分子，以帮助保留碘离子。资料来源：YangLab/UCLA钕通常被用于麦克风、扬声器、激光器和装饰玻璃。它的离子大小正好可以嵌在立方过氧化物晶体中，而且它们带有三个正电荷，科学家们假设这将有助于将带负电的离子固定在原位。研究人员在每10000个过氧化物分子中加入了大约8个钕离子，然后测试了该材料在太阳能电池中的性能。在最大功率下工作并在连续光照下超过1000小时，使用增强型过氧化物的太阳能电池保持了约93%的光转换效率。相比之下，使用标准过氧化物的太阳能电池在相同的条件下经过300小时后失去了一半的电力转换效率。研究小组还在没有任何设备取电的情况下对太阳能电池进行了连续照射，这加速了过氧化物的降解。一个使用含钕的过氧化物的设备在超过2000小时后保留了84%的电力转换效率，而一个使用标准过氧化物的设备在该时间后直接无法使用。为了测试材料承受高温的能力，研究人员将带有这两种材料的太阳能电池加热到大约180华氏度。使用增强型过氧化物的太阳能电池在超过2000小时后保持了约86%的效率，而标准的过氧化物装置在这段时间内完全失去了将光转化为电能的能力。在以前的许多旨在使过氧化物燃料电池更耐用的研究中，研究人员已经尝试在材料上添加保护层，但这在很大程度上是失败的。增强材料本身的想法来自于主要作者YepinZhao，他是Yang实验室的一名博士后研究人员。Zhao说，他的灵感来自于一种通常用于生产硅半导体的技术--添加少量的其他化合物来改变材料的特性。Zhao说："离子往往像高速公路上的汽车一样在过氧化物中移动，这导致了材料的分解。有了钕，我们找到了一个路障来减缓交通并保护材料。"Yang说，这一进展可能有助于过氧化物太阳能电池在未来两到三年内进入市场。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336383.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336383.htm

添加银反射镜使过氧化物太阳能电池的效率提高三倍

添加银反射镜使过氧化物太阳能电池的效率提高三倍现在，一项新的研究将过氧化物的效率提高了3.5倍，甚至没有对材料本身进行调整。相反，研究小组发现，在其下方添加一层不同的材料，改变了过氧化物中电子的相互作用，减少了一个能量消耗的过程。过氧化物和其他光伏材料通过让阳光激发材料中的电子来发电，使它们从原子中跳出，准备被引导以产生电流。但有时，电子会落回它们留下的"空洞"中，减少了整体电流，因此也降低了材料的效率。这就是所谓的电子重组。研究人员发现，他们能够通过将过氧化物放置在由单独的银或银和氧化铝的交替层组成的衬底上，大幅减少电子重组。该团队说，这样做会产生一种镜子，产生电子-空穴对的反转图像，从而减少电子与空穴重组的可能性。在测试中，工程师们表明，加入这些层后，光转换的效率提高了3.5倍。该研究的主要作者郭春雷说："一块金属可以做的工作和湿式实验室里的复杂化学工程一样多。随着新的过氧化物的出现，我们就可以用我们基于物理学的方法来进一步提高它们的性能。"这项研究发表在《自然-光子学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345339.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345339.htm

Nanocryotron“超导开关”可增强探测器观察粒子时的灵敏度

Nanocryotron“超导开关”可增强探测器观察粒子时的灵敏度为了让科学家们更准确地观察这些粒子的行为，这些微弱的电信号或电流需要通过一种能够将微弱的电闪变为真正的震动的仪器来倍增。电流倍增技术的进步美国能源部（DOE）阿贡国家实验室（ArgonneNationalLaboratory）的科学家们开发出了一种新装置，它可以充当"电流倍增器"。这种装置被称为"Nanocryotron"，它是一种机制的原型，可以将粒子的电信号提升到足够高的水平，从而暂时关闭材料的超导性，本质上是创造了一种开关。阿贡玛丽亚-戈珀特-迈尔研究员之一、该研究的作者托马斯-波拉科维奇说："我们正在利用一个微小的信号来触发一个电级联。我们将把这些探测器的微小电流导入开关设备，然后利用开关设备切换更大的电流"。提高Nanocryotron性能由于涉及到高磁场，要为对撞机实验准备好Nanocryotron还需要更多的工作。如今的粒子探测器可以承受几特斯拉强度的磁场，而这种开关的性能在高磁场中会下降。该研究的另一位作者、阿贡研究生研究助理蒂莫西-德拉赫（TimothyDraher）说："找到使该设备在更高磁场中工作的方法，是将其纳入实际实验的关键。"为了实现这一目标，研究人员计划改变材料的几何形状，引入缺陷或小孔。这些缺陷将帮助研究人员稳定材料中的小型超导漩涡，这些漩涡的移动会导致超导性的意外中断。平行沟道超导Nanocryotron的假彩色扫描电子显微镜图像。蓝色表示地平面，灰色表示沟槽和纳米线间隙，绿色表示有效的氮化铌沟道，红色表示氮化铌栅到扼流圈的收缩。比例尺为2μm。资料来源：阿贡国家实验室制作和潜在应用Nanocryotron是通过电子束光刻技术制作的，这是一种模板技术，使用电子束去除聚合物薄膜，以暴露特定的感兴趣区域。然后使用等离子体离子蚀刻技术对感兴趣的区域进行蚀刻。Draher说："我们只是剥去暴露在外的部分，留下我们想要使用的设备。"该研究的另一位作者、阿贡物理学家瓦伦丁-诺沃萨德（ValentineNovosad）认为，这种新装置还可以作为一种电子逻辑电路的基础。"这项工作对于对撞机实验尤为重要，例如将在布鲁克海文国家实验室的电子-离子对撞机上进行的实验。Nanocryotron阿贡杰出研究员、小组负责人Zein-EddineMeziani说："在那里，靠近光束的超导纳米线探测器需要对磁场免疫的微电子技术。"根据这项研究撰写的论文"磁场中平行通道Nanocryotron的设计与性能"发表在2023年12月18日出版的《应用物理通讯》上。除德拉赫、蔡恩-埃丁、波拉科维奇和诺沃萨德外，论文作者还包括李毅、约翰-皮尔森、艾伦-迪博斯和肖志立。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423651.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423651.htm

伽马射线探测标记出来自太阳的最大光能量

伽马射线探测标记出来自太阳的最大光能量几十年后，这些伽马射线最终在2011年被美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜探测到。随着多年来观测次数的不断增加，费米发现太阳产生的伽马射线比预测值高出约七倍。探测到的伽马射线能量高达200千兆电子伏特（GeV），这是费米望远镜所能探测到的上限。因此，在新的研究中，科学家们使用了另一种仪器，它的灵敏度超过了这一极限。这台仪器被称为高空水切伦科夫天文台（HAWC），它的工作方式与普通望远镜不同。它由一系列300个大水箱组成，每个水箱装满200吨水。当伽马射线撞击地球大气层中的分子时，会产生一连串能量较低的粒子，这些粒子会与这些大水箱中的水分子发生相互作用。灵敏的仪器会密切关注这些相互作用，科学家们可以逆向计算出原始伽马射线的能量。研究人员利用HAWC在2015年至2021年间收集的数据发现，太阳产生的伽马射线能量远远超过了费米探测到的能量。这些伽马射线的能量达到了TeV级，有些甚至达到了近10TeV。研究报告的通讯作者梅尔-乌恩-尼萨（MehrUnNisa）说："在研究了六年的数据后，突然出现了这种过量的伽马射线。当我们第一次看到它的时候，我们就想，'我们肯定搞砸了。太阳在这些能量下不可能这么亮'。"但这六年来的大量数据表明，情况确实如此。研究小组表示，太阳究竟是如何产生这些能量的仍然是个谜，但进一步的研究将探究它们的能量如何变得如此之高，以及太阳磁场可能发挥的作用。这项研究发表在《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375469.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375469.htm

日本第三度押后月球探测器发射计划

日本第三度押后月球探测器发射计划由于强风关系，日本第三度押后月球探测器的发射计划。三菱重工业说，原定从鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空的H2A火箭47号机，将延期发射。火箭搭载有「月球狙击手」之称的探测器，原定本港时间今早升空，在发射前不足半小时叫停。共同社报道，发射地点刮起强风。升空计划中，还有一枚用于探测宇宙演化的X射线成像卫星。这枚研究卫星是日本与美国太空总署及欧洲太空总署合作研发。2023-08-2809:22:56(1)

俄罗斯无人月球探测器现异常　无法按预定参数操作

俄罗斯无人月球探测器现异常无法按预定参数操作俄罗斯无人月球探测器「月球-25」无法按照预定参数进行操作。俄罗斯国家航天集团表示，探测器在执行变轨控制进入著陆准备轨道时，出现异常。指挥组专家目前正对探测器异常情况进行分析。「月球-25」原本计划在月球南极的博古斯拉夫斯基陨石坑附近软著陆。另外，今次任务主要完善软著陆技术，研究月球内部结构、土壤、水资源、宇宙射线和电磁辐射对月球影响等。探测器上安装多个摄影镜头，拍摄月球全景图片，并跟踪拍摄著陆过程。2023-08-2002:41:50