美澳科学家太阳能电池技术创新,突破光伏电池灵敏度的界限

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虽然已经开发出了在近红外光子能量上转换光的系统 , 但在硅带隙之下的上转换一直无法实现 。 新南威尔士大学悉尼分校的研究人员以及来自RMIT大学和肯塔基大学的科学家最近在《自然光子学》上解释说 , 他们展示了一种上转换成分 , 利用半导体量子点吸收低能量的光 , 并利用分子氧将光转移到有机分子上 。
新南威尔士大学教授蒂姆·施密特表示一种上转换光的方法是捕获多个较小的能量光子 , 并将它们粘在一起 。 施密特解释说:“这可以通过激子相互作用来实现 , 激子是电子的束缚态 , 电子空穴可以传输能量而不传输净电荷 。 ”
为了扩大太阳能电池的灵敏度范围 , 研究人员使用了氧气 , 氧气通常对分子激子有害 。 但是 , 他们证明了氧可以介导能量转移 , 从而使有机分子在硅带隙上方发出可见光 。
研究人员使用PBS半导体纳米晶体增敏剂来吸收硅带隙以下的光子 , 并填充在单态态氧能量以下的紫蒽酮三态 。 在两个单线态氧分子的能量传递之后 , 三态紫罗兰色团在可见光谱中发光 。
新南威尔士悉尼大学的首席作者ElhamGholizadeh说:“硫蒽酮并没有完美的光致发光量子产量 , 所以下一步将是寻找更好的分子 。 但我非常有希望 , 并且认为我们可以迅速提高效率 。 ”
据微锂电小组调查 , 由于效率仍然很低 , 科学家们说 , 要将这项技术用于商业太阳能电池 , 还需要大量的材料开发 。
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