量子力学可以用来制造更稳定，更容易生产的有机太阳能电池。这些是哥德堡大学最新研究的发现。
与传统的硅基太阳能电池相比，有机太阳能电池具有许多优势中国机械网okmao.com。它们可以使用印刷机大规模廉价地制造，并且它们轻巧，可延展且具有柔性。问题是当今的有机太阳能电池不如硅基太阳能电池稳定和有效。在一项新的研究中，一个研究小组解决了这个问题，并找到了一种可以导致更具成本效益的太阳能电池技术的方法。
“利用量子效率来改变不同的化学和材料特性，这是极好的机会。在这项研究中，我们提出了一种能够增加能量在有机材料中的扩散的方法。这使我们能够制造出结构更简单的有机太阳能电池，哥德堡大学物理化学教授，该研究的主要作者卡尔·鲍耶森（KarlB?rjesson）说。
物质与光的耦合
基本上，这是要确保将太阳能电池中的能量有效地转移到正确的位置。有机太阳能电池包含两种材料，从太阳吸收的能量需要扩散（才能传播）到这些材料之间的界面。但是扩散是一个无效的过程，因为能量传播缓慢，并且有可能在热量到达该界面之前由于热量而损失掉。解决方案是将两种材料混合在太阳能电池中以减小距离，从而使能量更快地到达界面。不幸的是，这也导致太阳能电池不处于热力学平衡状态，从而使设计在时间上的耐用性降低。
研究人员表明，这种新方法可以使能量在更长的距离内传递，这意味着可以避免太阳能电池中材料的复杂混合。该方法背后的关键是量子效应，将光和材料组合成混合的光物质状态。
“当我们强烈耦合光和物质时，能量就会散布到整个系统中。如果系统（在这种情况下）由多种材料组成，那么能量可以被引导到界面上。我们在研究中表明，能量当材料牢固耦合时，它们会更快地传播到界面。这意味着太阳能电池中的材料不需要进行物理混合，因为它们是在量子级混合的。这也导致系统处于热力学平衡状态。”伯杰森。
具有简单分层结构的太阳能电池
根据B?rjesson的说法，这一发现可能会影响有机太阳能电池的制造方式，因为有可能提高其耐用性，同时可以用简单的分层结构来制造太阳能电池。他还指出，这项研究实际上是自然界已经发现的一个概念的产物。
“自然界利用分子之间的强耦合来有效地在光合作用中传递太阳能。原则上，我们已经证明了相同的基本概念可以应用于有机太阳能电池。”