创新光采集系统：高效太阳能技术新突破

德国巴伐利亚州的维尔茨堡大学（Julius-Maximilians-Universität, JMU）研究人员在《化学》杂志上发表了一种创新的光采集系统。这种系统与以往的光采集技术有显著不同，能够高效地将阳光转化为电能或其他形式的能源。

光采集系统的重要性

为了尽可能高效地将阳光转化为电能或其他形式的能源，首要步骤是一个高效的光采集系统。理想情况下，这个系统应具备全色性，能够吸收整个可见光谱。

自然界的启示与人类的挑战

植物和细菌的光采集天线是这方面的典范，它们能捕捉广谱光线用于光合作用，但结构非常复杂，需要多种染料来传递吸收的光能并集中到一个中心点。人类开发的光采集系统也存在缺陷：无机半导体如硅虽然全色性好，但光吸收能力弱，需要很厚的硅层，导致太阳能电池笨重。而有机染料虽薄，但光谱吸收范围有限，效率不高。

JMU的创新系统

维尔茨堡大学的研究人员介绍了一种新型光采集系统，其能带结构与无机半导体相似，能够全色性吸收整个可见光范围，并利用有机染料的高吸收系数。这样，该系统能够在相对薄的层中吸收大量光能，类似于自然界的光采集系统。

四种染料的巧妙组合

这个创新的光采集天线由四种不同的花青染料组成，这些染料通过折叠紧密排列在一起。这种复杂的分子排列使得天线内的能量传输速度极快且效率高。研究人员将这种新型光采集系统命名为URPB，代表天线吸收的四种染料成分对应的光波长：U代表紫外线，R代表红光，P代表紫光，B代表蓝光。

通过荧光验证性能

研究人员通过测量所谓的荧光量子产率证明了这种新型光采集系统的效果。这种测量方法评估了系统发出的荧光能量，从而推断出系统吸收的光能量。结果表明，该系统在宽光谱范围内将38%的入射光能转化为荧光，而单独的四种染料仅能转化不到1%到最多3%的光能。因此，正确的染料组合和巧妙的空间排列在光采集效率上起到了决定性作用。获取更多有价值信息 访问：https://byteclicks.com