太陽能電池技術或迎來徹底變革 效率將大幅提高_風聞

​

編譯／雷鑫宇  審稿／西莫  責編／張夢

研究人員首次證實，利用單線態裂分可以產生兩個長壽命激子。這對提高太陽能電池效率非常關鍵。

磁場數據顯示了由單線態裂分產生的激子的形成與衰變。

據phys.org網站8月19日報道，美國哥倫比亞大學的研究人員在《自然·化學》雜誌發佈了一種新方法，可利用單線態裂分產生更多能量，進而提高太陽能電池的效率。

在論文中，研究團隊詳細介紹了相關有機分子的設計。這種有機分子能夠通過單線態裂分過程使一個光子產生兩個激子，而且激子產生的速度很快，壽命也比無機激子長得多。這使得太陽能電池每吸收一個光子後產生的電流放大化。

化學副教授Luis Campos説：“我們為單線態裂分材料找到了一種新的設計規則，它讓我們開發出了迄今為止最有效和最具技術可行性的分子內單線態裂分材料。這有望為製造更高效的太陽能電池奠定基礎。”

Campos解釋説，太陽能電池板的運行過程都是一樣的：一個光子產生一個激子，激子轉化為電流。然而，某些分子可通過單線態裂分使單個光子產生兩個激子，這類分子面臨的最大挑戰是，兩個激子的“存活時間”非常短（幾十納秒），科學家們很難將它們以電的形式收集起來。

激子生成示意圖。

Campos和其同事設計的有機分子可以快速產生兩個長壽命激子。這一巨大進展不僅可以用於下一代太陽能技術，還對光催化化學反應、傳感器及成像技術有促進作用。

Campos解釋説，激子可以用於激活化學反應，以生產藥品、塑料等產品。

激子應用廣泛。

Campos説：“此前，激子的產生要麼很慢，要麼壽命很短。我們首次證實了單線態裂分可以快速產生雙激子，並且壽命較長。這不僅為根本上研究單分子中的激子行為打開了大門，也為理解如何在涉及光放大信號的設備中利用它們打開了新視野。”

期刊來源：《自然·化學》

期刊編號：1755-4330 

原文鏈接：

https://phys.org/news/2019-08-materials-revolutionize-harnessed-solar-energy.html

中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。

轉載本公號內容請聯繫授權

[email protected]