在硅太阳能电池中实现强大的“单态分裂”效应
发表时间：2025年11月07日浏览量：
澳大利亚新南威尔士大学的一个研究团队在太阳能技术领域取得了重要突破：他们找到了一种稳定的有机材料，可以在硅太阳能电池中实现“单线态分裂”效应。这项新技术可以将太阳光“分裂”成两半，有望显着提高光电转换效率。相关成果发表在新一期《ACS Energy Letters》上。 “单态分裂”是一种独特的物理过程，可以将一个光子分裂成两包能量，相当于“分裂并利用”太阳光能量，从而将原本以热能形式浪费的光能转化为额外的电能。研究团队表示，通过在硅细胞层表面叠加超薄有机分子层，入射的高能光子可以在层内解离，产生两个低能激发态，并向底层注入更多电荷硅层，显着增加电流输出。
目前，大多数商用硅太阳能电池的最大转换效率约为27%，理论上限为29.4%。高能光子的能量，例如蓝光，经常以热量的形式被浪费。引入“单线态分裂”机制后，这部分损失的能量可以重新利用，理论效率有望提升至45%。过去，国际研究团队利用四苯基等分子实现分裂，但材料稳定性不足。此次使用的团队是双吡咯萘酮（DPND），一种工业有机基颜料，具有良好的耐久性，可以在空气和潮湿环境中长期稳定工作。研究证明DPND与硅电池兼容，可实现能量倍增。该团队表示，这是首次使用稳定器官在硅中实现单线态分裂基于工业颜料的IC分子。这些颜料广泛应用于汽车涂料等领域，表明它们足够稳定，适合长期户外应用。该技术可以通过在现有硅电池上“刷”一层新材料来实现。 （科技日报记者 张家欣）
