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。”