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杏耀氧气为太阳能电池研究注入了新的生命


 
杏耀氧气为太阳能电池研究注入了新的生命



澳大利亚和美国的科学家已经能够将低能量的光“向上转换”成高能量的光,这种光可以被太阳能电池以一种新的方式捕获,其中含有令人惊讶的秘密成分氧气。研究结果发表在今天的《自然光子学》上。
 
ARC激子科学卓越中心和新南威尔士大学悉尼分校的资深作者Tim Schmidt教授说,尽管这种方法的效率相对较低,要实现商业化还需要做更多的工作,但这项研究是一项令人兴奋的进展。
 
“来自太阳的能量不仅仅是可见光,”施密特教授解释说。
 
“光谱很宽,包括给我们提供热量的红外光和可以灼伤我们皮肤的紫外线。
 
大多数太阳能电池、电荷耦合器件(CCD)相机和光电二极管(一种将光转换为电流的半导体)都是由硅制成的,硅不能对比近红外低能量的光做出反应。
 
“这意味着我们现有的许多设备和技术将无法利用部分光谱。”
 
为了扩大这些设备的灵敏度范围,并潜在地提高太阳能电池的效率,一种策略是“上转换光”,将低能量的光转换成能激发硅的更有能量的可见光。
 
施密特教授说:“其中一种方法是捕获多个较小的能量光子并将它们粘在一起。”
 
“这可以通过有机分子中的激子(电子和电子空穴的束缚态,它们可以传输能量而不传输净电荷)的相互作用来实现。”
 
到目前为止,这还没有超过硅带隙,这是需要的最低能量,激发硅中的电子到一个可以参与导电的状态。然而,悉尼新南威尔士大学的激子科学研究人员已经解决了这个挑战。它们把熟悉的敌人——氧气——变成了不太可能的朋友,从而实现了自己的目标。
 
与RMIT大学和肯塔基大学的合作者一起,研究人员利用半导体量子点(纳米级人造晶体)吸收低能光,并利用分子氧将光传递给有机分子。
 
通常氧气对分子激子是有害的,但在如此低的能量下,它的作用改变了,杏耀它可以调节能量转移,使有机分子在硅带隙上方发射可见光。
 
RMIT大学的Jared Cole教授说:“有趣的是,在没有氧气的情况下,很多东西都能正常工作。一旦你允许氧气进入,它们就停止工作。
 
“这是毁了我们所有计划的致命弱点, 杏耀平台注册优惠 ,但现在,我们不仅找到了绕过它的方法,它突然间帮助了我们。”
 
虽然效率仍然很低,但科学家们已经有了在不久的将来改善这一状况的策略。
 
施密特教授说:“这只是一个早期的演示,制造商用太阳能电池还需要大量的材料开发,但这向我们展示了这是可能的。”
 
第一作者Elham Gholizadeh也是新南威尔士大学悉尼分校的,他对这项工作在该研究领域迅速产生积极影响的潜力感到乐观。
 
她说:“由于这是我们第一次成功使用这种方法,我们将面临一些挑战。”
 
“但我很有希望,我认为我们可以迅速提高效率。我认为这对每个人来说都很令人兴奋。利用氧气转移能量是一个好方法。
 
“Violanthrone并没有完美的光致发光量子产量,杏耀平台所以下一步将是寻找更好的分子。”
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