太阳辐射到地球表面的光主要是可见光和近红外,各自占了将近全部太阳能一半的比例。而加州大学河滨分校(UCRivrsid)科学家研发一种可运用太阳能红外线能量的新复合材料,从每两个红外线能量结合或升频成高能量光子,使红外线光易被光伏器件吸收,太阳能电池效率因而提升至30%以上。
该复合材料为无机半导体纳米晶体,用以捕捉红外光子;而有机分子有助于结合从光子到变频光子的能量。在实验中,硒化铅纳米晶体捕捉近红外光子,而有机化合物红荧烯发出可见黄橙色光子。
该研究团队指出,硒化铅纳米晶体和红荧烯在上转换相对较低。然而,在实验中,研究员发现由硒化镉纳米晶体和有机化合物二苯基蒽所组成的复合材料,可吸收绿光并发射紫光,并透过涂覆在纳米晶上的蒽(煤焦油的一种成分),上变频效率得以提升一千倍。该研究结果表示涂覆在硒化铅纳米晶体上的类似涂料也可促进上转换效率。
研究员进一步指出,此上变频两个低能量光子结合为一的能力,未来具备相当潜力可应用于高能量光子在生物成像、高密度数据存储和有机发光二极管(OLED)领域,该研究成果于7月10日刊登在《NanoLttrs》刊物上。
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