據(jù)外媒報道期司，通過利用一種被稱為單重態(tài)裂變的現(xiàn)象煮盼，可以提高太陽能電池的效率铸敏。然而，到目前為止体箕，反應(yīng)過程中無法解釋的能量損失一直是一個主要問題专钉。瑞典林雪平大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了單重態(tài)裂變過程中發(fā)生的情況以及損失的能量去向。該成果已發(fā)表在《細(xì)胞報告物理科學(xué)》雜志上累铅。

太陽能是最重要的無化石跃须、環(huán)保的可持續(xù)電力來源之一。目前使用的硅基太陽能電池最多只能利用太陽光中約33%的能量并將其轉(zhuǎn)化為電能禽岭。這是因為太陽光束中的光包或光子的能量太低诉抱，無法被太陽能電池吸收，或者太高艘励，因此部分能量被耗散為廢熱聂闺。這個最大理論效率被稱為肖克利-奎伊瑟極限。在實踐中唆痪，現(xiàn)代太陽能電池的效率為20-25%咨捕。

然而，在分子光物理學(xué)中戒款，一種被稱為單重態(tài)裂變的現(xiàn)象可以使具有較高能量的光子得到利用尊慷，并在沒有熱損失的情況下轉(zhuǎn)化為電能。近年來区孩，單重態(tài)裂變引起了科學(xué)家們越來越多的關(guān)注肖婴，開發(fā)最佳材料的活動正在緊張進(jìn)行。然而刑嚷，到目前為止略裹，單重態(tài)裂變過程中無法解釋的能量損失使設(shè)計這種材料變得困難。研究人員一直無法就這些能量損失的來源達(dá)成一致闽巩。

現(xiàn)在钧舌，林雪平大學(xué)的研究人員與劍橋、牛津涎跨、圣塞瓦斯蒂安和巴塞羅那的同事一起發(fā)現(xiàn)了單重態(tài)裂變過程中的能量去向洼冻。

“單重態(tài)裂變在不到一納秒的時間內(nèi)發(fā)生，這使得測量它變得非常困難隅很。我們的發(fā)現(xiàn)使我們能夠打開黑匣子撞牢，看到反應(yīng)過程中能量的去向。通過這種方式叔营，我們最終將能夠優(yōu)化材料屋彪，以提高太陽能電池的效率。”林雪平大學(xué)物理、化學(xué)和生物系高級講師Yuttapoom Puttisong說畜挥。

部分能量以中間亮態(tài)的形式消失仔粥，這是實現(xiàn)高效單重態(tài)裂變必須解決的問題。發(fā)現(xiàn)能量的去向是實現(xiàn)太陽能電池效率顯著提高（從目前的33%提高到40%以上）道路上的重要一步蟹但。

研究人員使用了一種精細(xì)的磁光瞬態(tài)方法來確定能量損失的位置及苍。這種技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢，它可以在納秒的時間尺度上考察單重態(tài)裂變反應(yīng)的“指紋”鹤梯。然而拉鳄，這種新技術(shù)可以用于研究更廣泛的材料庫中的單重態(tài)裂變。該研究已發(fā)表在《細(xì)胞報告物理科學(xué)》雜志上犬洽。

“實際的單重態(tài)裂變過程發(fā)生在晶體材料中凳福。如果我們能夠優(yōu)化這種材料，盡可能多地保留單重態(tài)裂變的能量纪萎，我們將大大接近實際應(yīng)用则钩。此外，這種單重態(tài)裂變材料是可以溶液加工的虹限，這使得它的制造成本很低檀巡，適合與現(xiàn)有的太陽能電池技術(shù)相結(jié)合。”林雪平大學(xué)物理彭薪、化學(xué)和生物系的博士生宜恩、該研究的第一作者黃玉清說。