據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)12月15日?qǐng)?bào)道，美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員表示，根據(jù)有關(guān)太陽(yáng)能能量轉(zhuǎn)換機(jī)制的全新研究，利用一種有機(jī)塑料半導(dǎo)體材料，可使傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的效率顯著增加，從31%提升至44%。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在12月16日出版的《科學(xué)》雜志上。

      領(lǐng)導(dǎo)這一研究的該?；瘜W(xué)系教授朱曉陽(yáng)（音譯）及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，利用一種有機(jī)塑料半導(dǎo)體材料，可使從太陽(yáng)光子收獲的電子數(shù)量增加一倍。朱教授表示，塑料半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)具有很大優(yōu)勢(shì)，其中之一就是成本較低。新材料開(kāi)啟了太陽(yáng)能能量轉(zhuǎn)換的新途徑，從而讓能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到更高。目前使用的硅太陽(yáng)能電池的最大理論效率大約為31%，這是因?yàn)橥渡湓陔姵厣系奶?yáng)能大多過(guò)高而難以轉(zhuǎn)化為可用的電力。這種以“熱電子”形式呈現(xiàn)的能量，會(huì)以熱能的形式損失掉。而捕獲熱電子能潛在提高太陽(yáng)能到電力的轉(zhuǎn)化效率，甚至可使這一比率達(dá)到66%。研究團(tuán)隊(duì)之前表明，可以借助半導(dǎo)體納米晶體捕獲熱電子,但這種技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用卻十分具有挑戰(zhàn)性。

     朱教授表示：“66%的轉(zhuǎn)換效率僅在陽(yáng)光高度集中時(shí)才能達(dá)到，而不是投射在太陽(yáng)能電池上的普通陽(yáng)光。這將在考慮新材料或設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題。”為了避免這個(gè)問(wèn)題，科研人員找到了一種替代方法。他們發(fā)現(xiàn)在并五苯半導(dǎo)體內(nèi)吸收光子能夠創(chuàng)建一個(gè)激發(fā)的電子空穴對(duì)，即激發(fā)性電子（激子）。并五苯等小分子在純態(tài)時(shí)可以導(dǎo)電，而且它們可以直接做成晶體或薄膜供各種裝置使用。激子與量子力學(xué)相耦合，能夠引發(fā)黑暗的多激子態(tài)。這種暗量子“陰影態(tài)”是捕獲兩個(gè)電子最有效的來(lái)源，利用這種機(jī)制，可將太陽(yáng)能電池的效率提高至44%，而無(wú)需使用高度集中的太陽(yáng)光束，這能夠?yàn)槲磥?lái)太陽(yáng)能技術(shù)更廣泛地使用奠定基礎(chǔ)。