不再受限于可见光？这种方法能让电池片吸收红外光！

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佛罗里达州立大学的一组研究人员正在开拓创新的方法，让太阳能电池吸收并利用红外光。红外光是太阳能电池技术通常无法获得的光谱的一部分。其研究成果发表在《物质》(Matter)和《物理化学快报》上的两项新研究中。化学和生物化学助理教授Lea Nienhaus说：我们正在研究一种优化太阳能电池效率的方法，主要目的是优化太阳能电池对太阳光吸收和转化的这一过程。

Nienhaus和博士后研究员Sarah Wieghold为太阳能电池创造了一种新方法，以促进光子上转换过程。在光子上转换过程中，两个低能光子被转换成一个高能光子并发出可见光。通常，这些设备使用金属有机分子或半导体纳米晶体来敏化光子的上转换，但是Nienhaus和Wieghold使用了一层卤化铅钙钛矿薄膜，这是一种很有前途的太阳能电池材料。当钙钛矿与一种叫做橡胶的碳氢化合物结合时，这种碳氢化合物会发出向上转换的光。

这一过程背后的想法是创造更有效的太阳能电池，可以吸收和利用红外光。红外光谱中的波长没有足够的能量来激发典型太阳能电池中的电子，因此对于太阳能电池来说这不是一种可利用的能量来源。这意味着有大量的太阳光谱不能被太阳能电池吸收，现在她们想把红外光转换成一种可以被太阳能电池吸收和利用的波长。为了保证设备效率，研究人员需要制造一种厚度刚好合适的钙钛矿薄膜。测试了20、30、100和380纳米厚的薄膜。当厚度超过30纳米时，上转换过程开始变得有效。

为了优化设备性能，研究人员改变了吸收剂——卤化铅钙钛矿薄膜的厚度。当Nienhaus和Wieghold进行测试时，还发现这些设备的运行方式不同寻常。虽然该装置将红外光转化为可见光，钙钛矿也重新吸收了部分在上转换过程中产生的可见光。使用钙钛矿薄膜是一种权衡；用橡胶这种碳氢化合物制造更多可见光并不意味着更多的可见光从设备中出来，这显然是违反直觉的。因此，需要设计更详细设备工程来优化设备中红外线与可见光的比例。

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文章来源：百家号

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