科学家欲开发低成本高效太阳能电池

据物理学家的组织网10月11日报导，美国罗格斯大学研究人员找到，激子在有机半导体晶体白荧烯中的扩散距离是以前指出的1000多倍，该距离与激子在制取无机太阳能电池的硅、砷化镓等材料中的距离相媲美。科学家指出，新的研究找到未来将会让有机太阳能电池的成本更加较低、性能更加卓越，也许可以代替硅基太阳能电池。　　罗格斯大学的助理教授瓦伊塔利.波德兹瑞福回应，科学界仍然用于有机半导体来生产太阳能电池和其他产品，因为，有机半导体需要修建在大的塑料薄片上。但是，有机半导体受限的光伏转化成效率容许了其在太阳能领域的发展，但新发现可以加快有机太阳能电池的研发速度。

　　波德兹瑞福和同事找到，激子在超强洁净的晶体有机半导体白荧烯中的前进距离是以前指出的1000多倍。而此前，研究人员观测到的激子在有机半导体中的前进距离严重不足200纳米。　　波德兹瑞福回应，这是科学家首次仔细观察到激子在有机半导体中可前进几微米其扩散距离从2微米到8微米平均，这个距离与激子在制取无机太阳能电池的材料硅、砷化镓中的扩散距离相媲美。

而激子的扩散距离越大，可以吸取的太阳光就越多。　　波德兹瑞福说明道，当激子撞击到半导体的边界或结点时，电子移动到结点的一旁，电子空穴移动到另一边，产生光伏电流。如果激子的扩散距离将近1纳米，意味着离边界或结点最近的激子才不会产生光伏电流，这也是为何目前有机太阳能电池的转化成效率偏高的原因。　　研究人员认为，激子一般来说可分成万尼尔（Wannier）激子和弗伦克尔（Frenkel）激子。

万尼尔激子在晶格中移动得更慢，因此，其产生光电的属性更为引人注目。更进一步找到，有机半导体白荧烯晶体内的激子的不道德更加像无机晶体中的万尼尔激子的不道德。

而之前，科学家以为，有机半导体中只不会经常出现弗伦克尔激子。因此，该实验证明，激子蔓延的障碍不是有机半导体的固有障碍，更进一步的研究未来将会研发出有效率更高、可批量生产的有机太阳能电池。　　研究人员也发明者了一种新的技术偏振辨别感光电流光谱，来分离出来晶体表面的激子，并且产生大的感光电流，这种技术也可以用作其他物质。

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