在現(xiàn)在的生活中，太陽(yáng)能產(chǎn)品處處可見(jiàn)，人們用太陽(yáng)能煮飯，還有太陽(yáng)能熱水器等等，無(wú)處不見(jiàn)太陽(yáng)能產(chǎn)品，當(dāng)然，最重要的還是太陽(yáng)能發(fā)電，但是目前的技術(shù)并不能讓人們很好利用太陽(yáng)能發(fā)電。新的太陽(yáng)能電池可以增加太陽(yáng)能電池板的最大效率，增幅達(dá)25%以上，這是根據(jù)英國(guó)劍橋大學(xué)(University of Cambridge)的科學(xué)家所說(shuō)。

這些科學(xué)家來(lái)自劍橋大學(xué)物理系卡文迪什實(shí)驗(yàn)室(Cavendish Laboratory)，他們開(kāi)發(fā)出一種新型太陽(yáng)能電池，利用太陽(yáng)能量遠(yuǎn)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)更有效。這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的雜志《納米快報(bào)》(Nano Letters)上，可以大大提高太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的可用能量。

太陽(yáng)能電池板運(yùn)行時(shí)，吸收的能量來(lái)自光粒子，稱為光子，光子隨后生成電子，產(chǎn)生電力。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池只能捕捉一部分太陽(yáng)光，而且已吸入光子的很多能量，尤其是藍(lán)色光子的能量，都會(huì)散失為熱量。這就不能吸收全部能量，所有不同顏色的光就不能一次吸收，這意味著，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池不能把34%以上的可用陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電力。

劍橋大學(xué)研究小組的領(lǐng)導(dǎo)是尼爾•格林漢姆(Neil Greenham)教授和理查德•弗蘭德(Richard Friend)教授，他們開(kāi)發(fā)出一種混合電池，可吸收紅光，也可以利用額外的藍(lán)光能量，以增大電流。通常情況下，太陽(yáng)能電池每產(chǎn)生一個(gè)單電子，都需要捕獲一個(gè)光子。然而，只要添加上并五苯(pentacene)這種有機(jī)半導(dǎo)體材料，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生兩個(gè)電子，就只需要一個(gè)光子，這種光子來(lái)自藍(lán)色光譜。這可以使電池捕獲44%的入射太陽(yáng)能量。

布魯諾•埃爾勒(Bruno Ehrler)是論文的第一作者，他說(shuō)：“有機(jī)和混合型太陽(yáng)能電池具有優(yōu)越性，勝過(guò)現(xiàn)有的硅基技術(shù)，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)可以大批量低成本進(jìn)行，這是因?yàn)椴捎镁韺?duì)卷印刷。然而，太陽(yáng)能電站的很大成本是土地，勞動(dòng)力和安裝硬件。因此，即使有機(jī)太陽(yáng)能電池板比較便宜，我們也需要提高效率，使它們具有競(jìng)爭(zhēng)力。否則，就會(huì)像是買(mǎi)了一幅便宜的油畫(huà)，才發(fā)現(xiàn)你需要一個(gè)昂貴的畫(huà)框。”

馬克•威爾遜(Mark Wilson)是論文的另一個(gè)作者，他說(shuō)：“我認(rèn)為，非常重要的是我們要走向可持續(xù)發(fā)展的能源，而令人興奮的是可以協(xié)助探索可能的解決方案。”

阿克沙伊•拉奧(Akshay Rao)博士是論文的聯(lián)合作者，他指出：“這僅僅是第一步，要邁向新一代太陽(yáng)能電池，我們感到非常興奮是可以參與這項(xiàng)工作。”

更多信息：論文《單線態(tài)激子裂變敏化紅外量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池》(Singlet Exciton Fission-Sensitized Infrared Quantum Dot Solar Cells)刊登在2012年2月8日一期的《納米快報(bào)》上。

文章中說(shuō)：“我們演示了一種有機(jī)/無(wú)機(jī)混合的光伏設(shè)備架構(gòu)，采用單線態(tài)激子裂變(singlet exciton fission)，每吸收一個(gè)高能光子，可以收集到兩個(gè)電子，同時(shí)，也可以利用低能量的光子。這種太陽(yáng)能電池，紅外光子吸收使用硫化鉛(PbS： lead sulfide)納米晶體?？梢?jiàn)光光子的吸收采用五環(huán)素，以創(chuàng)造單線態(tài)激子，經(jīng)過(guò)快速激子裂變，產(chǎn)生配對(duì)三重線態(tài)(triplets)。最重要的是，我們確定，這些三重線態(tài)激子可以電離，這要采用有機(jī)/無(wú)機(jī)異質(zhì)結(jié)面(heterointerface)。我們報(bào)道的內(nèi)部量子效率超過(guò)50%，而功率轉(zhuǎn)換效率接近1%。這些結(jié)果表明，有一種替代方法，可以規(guī)避肖克利-奎伊瑟極限(Shockley-Queisser limit)，就是單結(jié)太陽(yáng)能電池(single-junction solar cells)功率轉(zhuǎn)換效率的極限。”

太陽(yáng)能雖然可以產(chǎn)生很大能量，但是現(xiàn)在的技術(shù)還不足以保證人類(lèi)所有的運(yùn)轉(zhuǎn)，這就需要我們保護(hù)能源，從自己做起，從身邊的點(diǎn)滴做起，節(jié)約能源，是我們?nèi)祟?lèi)每一個(gè)人應(yīng)盡的責(zé)任。