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編者按：最新的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換率將大幅增加。

在任何傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能電池中，總體效率都有一個(gè)絕對(duì)的限制，部分原因是光的每一個(gè)光子只能產(chǎn)生一個(gè)電子，即使這個(gè)光子攜帶的能量是電子所需能量的兩倍。但是現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)證明了一種讓高能光子與硅反應(yīng)產(chǎn)生兩個(gè)電子方法，這為新型太陽(yáng)能電池打開(kāi)了一扇門(mén)，其效率比普通太陽(yáng)能電池要高的多。

麻省理工學(xué)院和普林斯頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表論文指出，雖然傳統(tǒng)的硅電池理論上的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率最高約為29.1%，但他們?cè)谶^(guò)去幾年中開(kāi)發(fā)的新方法可能突破這一限制，可能會(huì)增加幾個(gè)百分點(diǎn)。這項(xiàng)新技術(shù)的理論已經(jīng)提出了幾十年了，但在六年前，這個(gè)團(tuán)隊(duì)的一些成員實(shí)驗(yàn)首次證明了這項(xiàng)技術(shù)是可行的。

研究人員表示，將一個(gè)光子的能量分成兩個(gè)電子的關(guān)鍵在于一類(lèi)被稱(chēng)為激子的“激發(fā)態(tài)”的材料。在這些激子材料中，其擁有的能量包像電路中的電子一樣傳播，但與電子的性質(zhì)完全不同。

在這種情況下，他們實(shí)驗(yàn)了一個(gè)叫做單線態(tài)激子裂變的過(guò)程，這就是光的能量如何分裂成兩個(gè)獨(dú)立移動(dòng)的能量包。“激發(fā)態(tài)”材料首先吸收光子，形成激子，然后激子迅速經(jīng)歷裂變成兩個(gè)激發(fā)態(tài)，每個(gè)激發(fā)態(tài)具有原始狀態(tài)的一半能量。但是新的問(wèn)題又產(chǎn)生了，就是如何將兩個(gè)能量耦合到硅中，而硅是一種非激子的材料。

為此，研究小組嘗試將激子層的能量耦合成一種叫做量子點(diǎn)的物質(zhì)，并且成功了。

但是研究人員最終表示，目前的關(guān)鍵問(wèn)題在于如何將這種新耦合成的量子點(diǎn)物質(zhì)融合到硅的化學(xué)性質(zhì)當(dāng)中，并且他們正在努力嘗試，如何以最佳的狀態(tài)進(jìn)行融合。

原標(biāo)題：最新實(shí)驗(yàn)表明 太陽(yáng)能電池能量輸出將顯著增加