據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)12月15日報道，美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員表示，根據(jù)有關(guān)太陽能能量轉(zhuǎn)換機制的全新研究，利用一種有機塑料半導(dǎo)體材料，可使傳統(tǒng)太陽能電池的效率顯著增加，從31%提升至44%。相關(guān)研究報告發(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（音譯）及其團隊發(fā)現(xiàn)，利用一種有機塑料半導(dǎo)體材料，可使從太陽光子收獲的電子數(shù)量增加一倍。朱教授表示，塑料半導(dǎo)體太陽能電池的生產(chǎn)具有很大優(yōu)勢，其中之一就是成本較低。新材料開啟了太陽能能量轉(zhuǎn)換的新途徑，從而讓能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到更高。目前使用的硅太陽能電池的最大理論效率大約為31%，這是因為投射在電池上的太陽能大多過高而難以轉(zhuǎn)化為可用的電力。這種以“熱電子”形式呈現(xiàn)的能量，會以熱能的形式損失掉。而捕獲熱電子能潛在提高太陽能到電力的轉(zhuǎn)化效率，甚至可使這一比率達(dá)到66%。研究團隊之前表明，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)換效率僅在陽光高度集中時才能達(dá)到，而不是投射在太陽能電池上的普通陽光。這將在考慮新材料或設(shè)備的設(shè)計時產(chǎn)生問題。”為了避免這個問題，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)建一個激發(fā)的電子空穴對，即激發(fā)性電子（激子）。并五苯等小分子在純態(tài)時可以導(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)”是捕獲兩個電子最有效的來源，利用這種機制，可將太陽能電池的效率提高至44%，而無需使用高度集中的太陽光束，這能夠為未來太陽能技術(shù)更廣泛地使用奠定基礎(chǔ)。