科技日报讯 （记者张佳欣）地球能接收到巨大的太阳能量，但现有太阳能电池只能捕获其中一小部分，能量转换效率长期受限。日本九州大学与德国约翰内斯·古腾堡大学科研团队合作，开发出一种基于钼的金属复合物，即“自旋翻转发射体”，并通过单重态裂变（SF）实现了光能倍增，使量子产率达到约130%，突破了传统100%的上限。相关论文发表在最新一期《美国化学会期刊》上，为开发高性能太阳能电池带来了新可能。
研究人员利用钼基发射体成功捕获了单线态裂变放大激子，实现了130%的量子产率，并开辟了超越太阳能电池效率极限的道路。图片来源：日本东京大学太阳能电池发电的过程，就像一场微观接力赛。阳光中的光子撞击半导体，将能量传递给电子，使其被激发并产生电流。通常，一个光子在半导体中最多只能激发一个电子形成一个激子，而光子的能力参差不齐。低能量的红外光子无法激发电子，高能量的光子如蓝光，其多余能量则以热的形式浪费掉。因此，太阳能电池通常只能利用约1/3的阳光。这一上限被称为“肖克利—奎瑟极限”，长期困扰着科学家。
通过SF过程，高能单重态激子可被分裂为两个低能三重态激子，理论上将能量翻倍。然而，在实际应用中，倍增产生的激子很容易通过一种称为“F？rster共振能量转移”（FRET）的机制被耗散。为解决这一难题，研究人员将SF材料与钼基自旋翻转复合物结合，通过精确调控能级，实现对倍增激子的选择性捕获，从而抑制能量损失。
这项技术使他们首次在实验室条件下实现了超过100%的量子产率。团队在溶液中将四苯并蒽材料与钼基复合物配对，量子产率达到约130%，即每吸收一个光子，约1.3个钼基复合物被激发，显示出能量收集能力超越传统上限。
目前，该研究仍处于概念验证阶段。团队计划在固体中整合两类材料，实现更高效的能量传递，并最终应用于实际太阳能电池。此外，这一技术策略也有望推动发光二极管和下一代量子器件的发展，为光能高效利用和可再生能源技术开辟新思路。
12月14日，美国《科学》杂志公布了2023年度十大科学突破，胰高糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂的研发以及今年发现的可缓解肥 未来航天会是什么样？它会是在现有技术的基础上缓慢地进步吗？还是会以一种更激进、更意想不到的方式向前？人们能否实现类似 全国博士后管委会办公室 中国博士后科学基金会关于印发2023年度国家资助博士后研究人员计划 （B档、C档）获选结果的通知 博 12月18日晚，甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震，震源深度10公里，已致多人遇难，部分水、电、交通、通讯等基础设施受损。应急管 科技日报讯 （记者张梦然）日本大阪都立大学科学家设计了一种高效、无创、无痛的方法，从尿液样本中重新编程犬类干细胞，使 ·美国首枚将宇航员送入轨道的商业火箭结束了生命。这枚可重复使用的火箭助推器B1058完成了19次飞行和着陆，在大约 。本文链接：光能倍增技术让太阳能电池突破性能上限http://www.sushuapos.com/show-11-33136-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
下一篇： 糖氮丙啶分子能有效阻断流感病毒