科学家揭开单重态裂变太阳能电池中的能量缺失之谜

据外媒报导，经过运用一种被称为单重态裂变的现象，能够进步太阳能电池的功率。但是，到现在为止，反响进程中无法解释的能量丢失一向是一个首要问题。瑞典林雪平大学的科学家领导的研讨小组发现了单重态裂变进程中产生的状况以及丢失的能量去向。该效果已宣布在《细胞陈述物理科学》杂志上。

太阳能是最重要的无化石、环保的可继续电力来历之一。现在运用的硅基太阳能电池最多只能运用太阳光中约33%的能量并将其转化为电能。这是由于太阳光束中的光包或光子的能量太低，无法被太阳能电池吸收，或许太高，因而部分能量被耗散为废热。这个最大理论功率被称为肖克利-奎伊瑟极限。在实践中，现代太阳能电池的功率为20-25%。

但是，在分子光物理学中，一种被称为单重态裂变的现象能够使具有较高能量的光子得到运用，并在没有热丢失的状况下转化为电能。近年来，单重态裂变引起了科学家们越来越多的重视，开发最佳资料的活动正在严重进行。但是，到现在为止，单重态裂变进程中无法解释的能量丢失使规划这种资料变得困难。研讨人员一向无法就这些能量丢失的来历达到共同。

现在，林雪平大学的研讨人员与剑桥、牛津、圣塞瓦斯蒂安和巴塞罗那的搭档一同发现了单重态裂变进程中的能量去向。

“单重态裂变在不到一纳秒的时间内产生，这使得丈量它变得十分困难。咱们的发现使咱们能够翻开黑匣子，看到反响进程中能量的去向。经过这种方法，咱们终究将能够优化资料，以进步太阳能电池的功率。”林雪平大学物理、化学和生物系高档讲师Yuttapoom Puttisong说。

部分能量以中心亮态的方式消失，这是完成高效单重态裂变有必要处理的问题。发现能量的去向是完成太阳能电池功率明显进步（从现在的33%进步到40%以上）道路上的重要一步。

研讨人员运用了一种精密的磁光瞬态方法来确认能量丢失的方位。这种技能具有共同的优势，它能够在纳秒的时间尺度上调查单重态裂变反响的“指纹”。但是，这种新技能能够用于研讨更广泛的资料库中的单重态裂变。该研讨已宣布在《细胞陈述物理科学》杂志上。

“实践的单重态裂变进程产生在晶体资猜中。假如咱们能够优化这种资料，尽可能多地保存单重态裂变的能量，咱们将大大挨近实践使用。此外，这种单重态裂变资料是能够溶液加工的，这使得它的制作本钱很低，合适与现有的太阳能电池技能相结合。”林雪平大学物理、化学和生物系的博士生、该研讨的榜首作者黄玉清说。