NG体育娱乐挑战宇宙法则？美国太阳能发电材料获巨大突破转换效率暴涨3倍新开发的量子材料，可以将63%的太阳能转换成电能，是目前商业太阳能电池板转换效率的3-4倍，远超33.7%的肖克利-奎伊瑟极限

　　作为一种清洁能源，太阳能发电越来越受到各国重视，目前商业太阳能电池板的转换效率，大约在15%—20%之间，而美国理海大学研究团队宣称，其新开发的一种原子级厚度的量子材料，转换效率达63%，彻底颠覆之前的科学理论，这是真的吗？全球能源将迎来颠覆性创新？

　　2024年4月10日，《科学进展》杂志发布消息称，美国理海大学科研团队开发出一种原子级厚度的量子材料，可以让外量子效率达到190%。

　　这样的效率，意味着阳光能量照射到这种新材料之后，可以有63%被转化为电能，远超过之前的商用太阳能电池板，也超过了33.7%的肖克利-奎伊瑟极限。

　　这个“极限”是“标准测试条件”（STC）下把阳光转换为电能的功率百分比，揭示了太阳能转换的理论上限，由肖克利和奎伊瑟在1961年首次计算出来。

　　目前，商业太阳能面板的转换效率，大体在15%—20%之间，而理海大学的新材料，可以将这个转换效率提升三四倍。

　　如果把目前所有的太阳能面板，都更换成新材料面板，发电量将立马提升三四倍，这种跨越绝对称得上性突破。

　　理海大学研发的新材料，名为铜掺杂锗硒/硫化锡异质结构复合材料，原理是将铜等零价电子，插入到原子级厚度的范德华间隙中。

　　所谓范德华间隙，是层状二维材料之间的微小间隙，可以容纳原子、分子和离子等NG体育娱乐。新材料产生的间隙，由维锗硒化物（GeSe）和硫化锡（SnS）异质结构界面共同构成的。

　　传统太阳能面板转换效率只有15%到20%，主要是因为接收的光线一小部分转换成电能，大部分变成热能浪费掉了。

　　就如以前的钨丝灯泡一般，在同等功率的情况下，亮度完全比不上现在的LED灯，主要原因就是大部分电能，都变成热量浪费掉了。

　　目前在实验室测试中，多晶硅实现的转换效率最高只有20.4%，单晶硅为25%，多层电池因为结构的原因，可以达到更高水平。

　　2023年，我国光伏企业隆基绿能推出串联硅/钙钛矿电池，转换效率达到33.9%，让硅基电池首次突破肖克利-奎伊瑟极限。

　　实验室中的最录，是美国国家可再生能源实验室的六结III-V太阳能电池。它在2020年创下了47.1%的转换效率。

　　但这种转换效率，并不是标准测试条件下取得的，而是在143倍太阳光强度的聚集光线下实现的，正常太阳光下则只有39.2%。

　　对于转换效率轻松达到63%的新材料，西班牙ECO新闻称，“这种太阳能电池板根本就不应该存在，因为它违背了宇宙规律。”

　　ECO新闻如此说法，到底是有真凭实据，还是完全基于传统理论发表感慨，目前来说无法确定。不过理海大学能发表相关研究成果，应该是已经在实验中得到了验证。

　　如此逆天的转换效率，一旦应用到商业太阳能发电领域，必将是性的进步，光伏发电量大幅提升，对改变人类能源结构、提升清洁能源占比、保护地球生态环境都具有非同寻常的意义。

　　能源，是人类进步的重要推动力，而人类也一直在想方设法获取新型能源，满足社会发展需要。基于这一目的，各种各样的奇葩新型能源层出不穷，有些还比较靠谱，有些纯粹是徒增笑柄。

　　其中最出名的莫过于“水氢燃料车”的闹剧。2019 年5月，《南阳日报》发布头版文章称，水氢发动机在南阳成功下线，市委现场参观并为其点赞。

　　所谓“水氢发动机”，据说加水就可以跑，具体为将水转化为氢气，然后用氢气为燃料推动发动机运转。一时间，加水就可以跑的汽车轰动全国。

　　发明这款“先进发动机”的企业青年汽车，其董事长庞青年表示，水氢燃料汽车技术已成熟，水氢燃料车所加的水并无水质要求，自来水、河水、海水均可使用。

　　北京理工大学机械与车辆工程学院孙柏刚教授，对此提出强烈质疑，认为把水变成氢气再推动汽车行驶，要么需要耗费巨大的能量，要么根本就无法推动，这明显违背能量守恒定律。

　　而在庞青年之前，还有一个更能骗的“民科”王洪成，他导演了一出“水变油”的闹剧，一时间被宣传成“中国第五大发明”。

　　作为一个只上过四年学，连初中学历都是骗来的民间科学家，王洪成干过乘务员和公车司机，因为和车打交道，逐渐对燃油产生了兴趣。

　　他不顾以往的科学理论，或者是因为文化低根本就不知道石油的形成过程，偏执地认为石油是水在地下与某种物质发生反应，然后变成了油。

　　沿着这个思路，王洪成开始疯狂实验，中间还炸掉了手指炸伤过头，最终在一次偶然机会下发现了这种让水变成油的神奇物质——“水基燃料”。

　　但常在河边走哪有不湿鞋，最终王洪成露馅，被判处罪锒铛入狱，所谓的“水基燃料”也大白被彻底封禁。

　　以上都是失败的例子，当然也有成功的奇葩燃料。譬如列支敦士登一家汽车公司搞出来的盐水动力跑车，英国Bibean收集咖啡废渣并提炼出燃油。

　　后来随着科技发展，生物燃料的概念逐渐兴起，生物乙醇汽油有一段时间曾大力推广。就连“地沟油”都被加工成航天燃料。

　　当然，因为加工成本过高，这些技术目前大部分还处于试验阶段。也许将来某一天，技术实现突破之后，人类就可以逐步摆脱石化能源，减轻石化能源对环境造成的破坏。

　　就目前的科技水平而言，科学家其实已经发现了人类的终极能源，那就是可控核聚变技术，也就是传说中的“人造太阳”。不过目前还处于初期实验阶段，距离成功商用还有很长的路要走。

　　“人造太阳”就是通过可控核聚变的方式，模拟太阳产生光和热，源源不断地为人类提供清洁能源，让人类真正实现“能源自由”。

　　这其实也是一项核能利用技术，不过和现阶段的核电站还有很大区别。目前的核电站，都是通过核裂变的方式产生热量，然后推动发电机形成电能。

　　核裂变的方式能量利用率低，就如如今的商业光伏太阳板一样，大部分能量都浪费掉了。而且核裂变还会产生核废料，给环境带来严重威胁。

　　核聚变完全不存在这些问题，以氦3为原料进行核聚变反应之后，不会产生有害物质，而且释放的能量比核裂变要高得多。

　　两种不同反应方式产生的能力，可以通过和氢弹来进行比较。就是核裂变的产物，而氢弹则是核聚变，唯一的问题就是氢弹释放能量的过程不可控。

　　目前，全球主要国家都在研究“人造太阳”项目，我国科研人员经过不懈努力，研发进度处于世界领先水平。

　　中国工程院院士、等离子体物理学家李建刚介绍，“我们花了10年，建成世界首个‘人造太阳’装置。”此后又用了15年时间，创造了1兆安、1亿度和1000秒的世界纪录。

　　2016年初，实现5000万度温度下等离子体运行102秒，创下世界纪录；2017年，实现101秒高约束等离子体运行；2018年11月，实现1亿度实验目标。

　　2021年，实现1.2亿度运行101秒，直接将之前的时间延长五倍；同时还实现1.6亿度运行20秒，成功打破了我们自己保持的世界纪录

　　2021年底，“人造太阳”实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，创造同等状况下运行时间最长的纪录。

　　2023年4月12日，我国“人造太阳”成功实现稳定态高约束模式运行403秒，标志着我国离可控核聚变又近一步。

　　我国的可控核聚变不断进步的时候，多国合作的类似项目，却面临着烂尾的结果。自2006年以来，国际“人造太阳”项目耗费63亿美元，而最新的预算显示，该项目还需要再投入200亿欧元，简直就是一个无底洞。