当科学家发现您可以通过捕获半导体中的光子，将其激发为“激子”（带负电的束缚电子和带正电的空穴）并捕获通过电极的合成电流，将光能直接转换为电能时，他们感到非常兴奋。现在，来自加利福尼亚大学河滨分校的四位化学家组成的小组已经找到了一种方法，使一个光子产生一对激发态，而不仅仅是一个。
加州大学河滨分校化学教授，单线态裂变先驱克里斯托弗·巴登（Christopher Bardeen）在西北地区的ANSER太阳能研讨会上发表演讲（anser.northwestern.edu）
它被称为“单裂变”，通过使用它，我们应该能够提供“第三代”太阳能，从而将太阳能电池效率提高多达30％。物理化学快报杂志上个月在“编辑选择”观点文章中发表了研究结果。
化学教授克里斯托弗·巴丁（Christopher Bardeen）的实验室领导了这项研究，他解释了沿着这条路线进行研究的原因：
大约十年前，当我们开始思考太阳能以及这可能需要什么样的新型光物理技术时，我们的研究就开始了。从社会的角度来看，全球变暖的担忧和能源安全使太阳能转换成为一个重要的主题。更高效的太阳能电池将导致这种清洁能源的广泛使用。
“如果三重态激子的能量只有单重态的一半，那么一个光子产生的一个单重态激子就有可能分裂成两个三重态激子，” Bardeen博士解释说。“因此，每个吸收的光子可以得到200％的激子产率，希望是电子。”
这是Bardeen实验室的示意图，图中说明了单重态裂变如何自发地分裂为两个三胞胎，从而有效地避开了Shockley-Queisser极限的效率障碍。
Bardeen说：“确切的机制尚不清楚，但是它确实可以在亚纳秒级的时间内快速发生并且效率很高。”他的实验室工作表明，它对分子排列和位置非常敏感。
Bardeen引用了麻省理工学院最近的工作，该工作已经证明了基于这种效应的有机光伏电池具有超过100％的外部量子效率。Bardeen认为我们可以利用这种效应来提高无机半导体的效率。
下一步：寻找具有单线态裂变的新材料，弄清楚如何将三线态激子有效地转变为光电流，并确定电子的自旋特性如何影响激子动力学。
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