传统的硅基太阳能电池对整体效率有一个绝对的限制。理论上，一个光光子应该只能使一个电子松动，即使光子的能量是它的两倍。然而，研究人员想出了一种新技术，可以帮助他们利用高能光子敲掉两个电子，而不是一个。
这些发现已经发表在《自然》杂志上，为更高效的太阳能形式铺平了道路。传统的硅动力电池提供了一个绝对的理论最高效率几乎29.1%的太阳能转换。来自麻省理工学院和其他组织的研究人员经过多年开发的新方法将能够超过这一限制。
参与该项目的电子工程和计算机科学教授马克·巴尔多(Marc Baldo)在一份新闻稿中说，用一个光子打出两个电子的关键是从一种被称为激子的具有“激发态”的材料中提取出来的。他说:“这些能量包就像电路中的电子一样四处传播。你可以用它们来改变能量——你可以把它们切成两半，也可以把它们结合起来。”
研究人员首先执行了一个被称为单态激子裂变的过程。这使得阳光中的光子被分裂成两个独立的、独立移动的能量包。该材料吸收一个光子并形成一个激子，该激子经过裂变变成两种激发态。每一个都拥有原始状态的一半能量。科学家们取得的真正成就是，他们能够将这种能量耦合到硅中——一种绝对不是激子的材料。这是通过在硅树脂表面添加一层薄薄的氧化氮化铪中间层来实现的。所述层的厚度只有几个原子。
据Baldo说，它是兴奋状态的“好桥梁”。这使得单个高能光子有可能敲除硅电池中的两个电子。从理论上讲，这使得该团队可以从从阳光接收的能量中获得更高的输出。现在太阳能电池产生的新理论功率为35%。
据Baldo说，研究人员还有一步要做，“我们仍然需要优化硅电池。“该团队需要在电池的耐用性方面进行稳定工作，并优化它们以与新方法兼容。”
你怎么看这个惊人的突破?
