来自布里斯托尔大学和剑桥大学的科学家们发现了一种方法，可以制造出一种聚合物半导体纳米结构，这种结构能够吸收光线，并将其能量传输到比先前观测到的更远的地方。
这可能为更灵活、更高效的太阳能电池和光电探测器铺平道路。
研究人员在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。他们说，他们的发现可能会成为一个“游戏规则的改变者”，因为这些材料中吸收的阳光可以被更有效地捕捉和利用。
轻质半导体塑料现在广泛应用于大众市场的电子显示器，如手机、平板电脑和平板电视。然而，使用这些材料将阳光转化为电能，制造太阳能电池则要复杂得多。
光激发态——也就是光子被半导体材料吸收时——需要移动，以便在它们以不太有用的方式失去能量之前“收获”。这些激发通常只在聚合物半导体中传播约10纳米，因此需要建造这种长度尺度的结构来最大化“收获”。
在布里斯托尔大学的化学实验室里，Jin xuhui博士和他的同事们开发了一种利用聚合物制造高度有序晶体半导体结构的新方法。
在位于剑桥的卡文迪什实验室，迈克尔·普莱斯博士测量了光外状态能够移动的距离，达到200纳米——比以前可能的距离高出20倍。
200纳米尤其重要，因为它超过了完全吸收周围光线所需的材料厚度，因此这些聚合物更适合作为太阳能电池和光探测器的“轻型收获机”。
乔治Whittell从布里斯托尔学院的化学博士解释说:“获得的效率会有两个原因:首先,由于高能粒子进一步旅行,他们更容易“收获,“第二,现在我们可以把层ca。100纳米厚,这是所需的最小厚度从光吸收所有的能量——所谓的光学吸收深度。在此之前，在这么厚的层中，粒子无法移动到足够远的地方到达表面。
来自剑桥的共同研究员理查德·弗兰德教授补充说:“能量在这些材料中移动的距离是一个很大的惊喜，并指出了意想不到的量子相干传输过程的作用。”
研究小组现在计划制作比目前研究中更厚、比光吸收深度更大的结构，以期基于这种技术建造原型太阳能电池。
他们还在准备其他能够利用光来进行化学反应的结构，比如将水分解成氢和氧。
——文章发布于2018年5月24日
