硅太阳能电池中完成安稳“单线态裂分”效应

  澳大利亚新南威尔士大学研讨团队在太阳能技能范畴获得重要打破：他们找到一种安稳的有机资料，可在硅太阳能电池中完成“单线态裂分”效应。这项可将阳光“一分为二”的新技能，有望显着提高光电转化功率。相关效果发表于新一期《ACS动力快报》。

  “单线态裂分”是一种共同的物理进程，能让一个光子分裂成两个能量包，相当于把阳光的能量“分拆运用”，从而把原本以热方式糟蹋的光能转化为额定电力。研讨团队表明，经过在硅电池外表叠加一层超薄有机分子层，入射的高能光子可在该层内产生裂分，生成两个低能激发态，并向下方的硅层注入更多电荷，显着提高电流输出。

  现在，大多数商业化硅太阳能电池的最高转化功率约为27%，理论上限为29.4%。高能光子（如蓝光）的能量常被糟蹋为热。引进“单线态裂分”机制后，这部分损耗的能量可被从头运用，理论功率有望提高至45%。

  此前世界研讨团队曾用四苯等分子完成裂分，但资料安稳性缺乏。此次团队采用了双吡咯并萘啶酮（DPND），这种工业颜料类有机资料具有优异耐久性，能在空气和湿润环境下长时间安稳作业。研讨已证明，DPND可与硅电池兼容，完成能量倍增。

  团队表明，这是初次在硅资料上用根据工业颜料的安稳有机分子完成单线态裂分。这些颜料在汽车涂料等范畴已遍及的运用，阐明其化学安稳性足以满意长时间野外使用。该技能可经过在现有硅电池上“刷”上一层新资料完成集成。