麻省理工学院的科学家们已经敏化了现有的硅 光伏支架 通过单线态激子裂变法制备细胞。这可以提高效率 光伏支架 电池的使用率从 18% 提高到 35%，从而使能源输出翻倍，从而降低太阳能技术的成本。
减少我们对化石燃料的依赖并为可持续的未来构建技术变得势在必行。 太阳能 是一种可再生资源 能源 协调 太阳的 光被转化为电能。 太阳能电池 最常见的是由硅制成，利用光伏过程来转换 全光谱阳光 转化为电力。串联电池也在设计中，通常包括钙钛矿电池，其中每个部分 光伏支架 细胞可以利用 太阳的 来自不同频谱的能量，因此具有更高的效率。目前可用的太阳能电池的效率有限，仅为 15-22%。
3 月 XNUMX 日发表的一项研究 自然 已经展示了硅如何 光伏支架 通过应用单线态激子裂变效应，电池效率可提高至 35%。在这种效应中，单个光粒子（光子）可以产生两个电子空穴对，而不是仅仅一个。自 1970 世纪 XNUMX 年代发现单激子裂变以来，在许多材料中都可以看到它的身影。目前的研究旨在首次将这种效应转化为可行的 光伏支架 细胞。
研究人员将单激子裂变效应从并四苯（一种具有这种效应的已知材料）转移到晶体硅中。该材料并四苯是一种碳氢化合物 有机 半导体。通过在激子并四苯层和硅之间放置一层额外的氮氧化铪薄层（8埃）来实现转移 光伏支架 细胞并将它们耦合。
这种微小的氮氧化铪层充当桥梁，使并四苯层中产生高能光子成为可能，然后触发硅电池中两个电子的释放，而不是通常的电子。这种硅的敏化 光伏支架 电池减少了热化损失并提高了对光的敏感性。的能量输出 光伏支架 随着光谱的绿色和蓝色部分产生更多输出，细胞数量增加了一倍。这可以提高效率 光伏支架 细胞高达35%。该技术与串联太阳能电池不同，因为它只是向硅添加更多电流，而无需添加额外的电池。
目前的研究表明，简易单线裂变硅太阳能电池可以提高效率，从而降低太阳能技术的整体能源生产成本。
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来源（S）
Einzinger, M. 等。 2019. 并四苯中单线态激子裂变对硅的敏化。 自然。 571. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1339-4
