美国研究人员设计出一种新型硅太阳能电池方案，通过改变钝化层材料提高硅电池能量转化效率的上限，可从目前的约29%提升到35%。美国麻省理工学院日前发布公报说，新电池由该校人员和美国普林斯顿大学等机构同行设计，利用“单线态激子裂变”原理，加强对高能光子能量的利用。

此前人们发现，在并四苯等某些有机材料里，一个分子吸收一个高能光子后，可将部分能量转移给另一个分子，最终产生两个电子，这种现象称为“单线态激子裂变”。理论上，在硅电池上覆盖一层并四苯，就能用一个高能光子获得两个电子，但如何让“单线态激子裂变”产生的两个电子转移到硅材料中是一个关键难题。

新方案的关键是用氮氧化铪对硅材料进行钝化，得到的钝化层厚度仅0.8纳米（1纳米等于十亿分之一米），可容许更多电子通过。研究表明，并四苯每吸收一个光子，平均有1.3个电子可穿过氮氧化铪钝化层，转移到硅材料里。

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1339-4（可直接点击查看）

文章来源：材料科学与工程