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財聯社11月27日訊（編輯 黃君芝）太陽為地球提供了大量的能量，但太陽能電池在生產電力的過程中總是會損失一些能量。這是使用有機太陽能電池的一個障礙，特別是對于那些在創新應用中可行的電池。
提高有機太陽能電池效率的一個關鍵因素是改善材料中積累的太陽能的傳輸。慕尼黑工業大學（TUM）的一個研究小組現在已經證明，某些有機染料可以幫助建立能量通過的“虛擬高速公路”。
有機太陽能電池很輕，非常薄的能量收集器。它作為一種柔性涂層，幾乎適合任何表面：基于有機半導體的太陽能電池開辟了一系列應用的可能性，例如，作為太陽能電池板和薄膜，可以卷起，或者用于智能設備。
但在許多應用中的一個缺點是，材料內部收集的能量傳輸相對較差。研究人員正在研究有機太陽能電池的基本傳輸過程，以找到改善這種傳輸的方法。TUM在這方面取得了突破。
在新研究中，他們更關注光和物質之間的相互作用，特別是所謂的激子的行為。研究結果已于近期發表在了《自然通訊》雜志上。
他們解釋稱，“激子就像太陽的燃料，必須得到佳的利用。當光子形式的光能與太陽能電池的材料碰撞時，它被吸收并緩沖為激發態。這種中間態被稱為激子。”
這些電荷在到達專門設計的界面之前不能用作電能。該團隊現在已經證明，可以使用有機染料創建所謂的激子傳輸高速公路。
根據研究人員的說法，激子盡可能快地到達這個界面之所以如此重要，是因為激子的壽命很短。他們說，“傳輸越快、越有針對性，能量產量就越高，因此太陽能電池的效率也就越高。”
具體而言，這種有機染料分子被稱為醌型花青素，由于其化學結構和出色的吸收可見光的能力，使其成為可能。因此，它們也適合用作有機太陽能電池的活性層。
利用光譜測量和模型，研究人員能夠觀察到激子在染料分子中的快速運動。研究人員補充說：“我們的設計提供的1.33電子伏特的數值遠遠高于有機半導體的值——可以說有機染料分子形成了一種超級高速公路。”
研究人員強調，這些基礎性的新發現可以為在有機固體物質中實現有針對性的、更高效的激子傳輸鋪平道路，從而加速開發性能更高的有機太陽能電池和有機發光二極管。
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