光能倍增破上限，量子产率达130%

3月30日，日本九州大学与德国约翰内斯·古腾堡大学联合科研团队取得太阳能电池领域技术突破，通过光能倍增技术打破传统性能上限。

当前，地球可接收的太阳能量总量庞大，但现有太阳能电池仅能捕获其中一小部分，能量转换效率长期受限于“肖克利—奎瑟极限”，通常仅能利用约1/3的阳光。普通太阳能电池发电过程中，单个光子最多仅能激发一个电子形成激子，低能量红外光子无法有效激发电子，高能量光子的多余能量则以热能形式浪费，这一困境长期困扰行业发展。

本次科研团队开发出基于钼的金属复合物“自旋翻转发射体”，结合单重态裂变（SF）技术实现光能倍增。单重态裂变可将高能单重态激子分裂为两个低能三重态激子，理论上实现能量翻倍，但此前实际应用中倍增产生的激子易通过“Förster共振能量转移”机制耗散。团队通过将SF材料与钼基自旋翻转复合物结合，精准调控能级实现对倍增激子的选择性捕获，有效抑制能量损失，首次在实验室环境下实现超过100%的量子产率。

团队在溶液环境中完成四苯并蒽材料与钼基复合物的配对测试，量子产率达到约130%，即每吸收一个光子，约1.3个钼基复合物可被激发，能量收集能力突破传统上限。相关研究成果已发表于最新一期《美国化学会期刊》，为高性能太阳能电池开发提供新方向。

目前该研究仍处于概念验证阶段，团队后续计划在固体材料中整合两类核心组件，实现更高效的能量传递，最终推动技术落地实际太阳能电池产品。此外，该技术策略还可拓展应用于发光二极管与下一代量子器件领域，为光能高效利用及可再生能源技术发展开辟全新思路。

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