財聯(lián)社5月9日訊（編輯 黃君芝）隨著全球脫碳浪潮加速，太陽能作為一種綠色、可持續(xù)的能源，正受到全世界的廣泛關(guān)注和重視，如何提高光伏太陽能的轉(zhuǎn)換效率是科研人員一直在探索的課題。

       近期，德國的一個科學(xué)家團(tuán)隊在這方面取得了重大突破，即揭示了光子的激子裂變（exciton fission）機(jī)制，它可以將太陽能發(fā)電效率提高三分之一，可能會給光伏技術(shù)帶來革命性的變化。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

       激子裂變指的是一種在特定材料（如五苯基）中發(fā)生的現(xiàn)象，一個光子激發(fā)兩個電子。對于光伏技術(shù)而言，這一現(xiàn)象有可能提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。傳統(tǒng)的硅太陽能電池中，一個光子只能激發(fā)一個電子，因此，如果能夠利用激子裂變現(xiàn)象提高光電轉(zhuǎn)換效率，將對太陽能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

       這一最新突破是由來自德國的弗里茨·哈伯研究所、柏林工業(yè)大學(xué)和維爾茨堡大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的。他們通過采用時間和角度分辨光電發(fā)射譜技術(shù)，觀察了電子在飛秒時間尺度上的動態(tài)過程。

       這一尖端技術(shù)使得研究人員首次捕捉到了瞬間激發(fā)電子的影像。通過分析這些影像，他們揭示了激子裂變的具體機(jī)制：在五苯基中，一個光子首先激發(fā)一個電子，然后這個電子將能量傳遞給另一個電子。

       研究人員指出，在光伏太陽能領(lǐng)域，激子裂變具有重大的應(yīng)用潛力。將具有激子裂變特性的五苯基等材料應(yīng)用于硅太陽能電池中，可能會使光電轉(zhuǎn)換效率提高約1/3。

       “這對于太陽能作為未來主要能源來源的趨勢具有重要意義。未來，基于激子裂變機(jī)制的新一代太陽能電池有望逐步取代傳統(tǒng)硅太陽能電池，成為光伏太陽能領(lǐng)域的主流技術(shù)。”他們說。

       不過，盡管激子裂變機(jī)制的發(fā)現(xiàn)具有重大的科學(xué)價值和實際意義，但將其應(yīng)用于光伏太陽能電池的研究仍然面臨一系列挑戰(zhàn)。

       例如，如何在硅太陽能電池中引入五苯基等具有激子裂變特性的材料、如何提高光電轉(zhuǎn)換效率以及如何降低成本等問題，仍需科學(xué)家們進(jìn)一步研究。