二苯基六三烯(DPH)在本研究中被用作单线态裂变材料。功劳:托尔·巴尔克德太阳能电池的效率可以通过探索一种被称为单线态裂变的现象来提高。然而，迄今为止，反应过程中无法解释的能量损失一直是一个主要问题。瑞典林克平大学的科学家领导的一个研究小组发现了单线态裂变过程中发生了什么，以及损失的能量去了哪里。研究结果已经发表在《细胞报告物理科学》杂志上。太阳能是最重要的无化石和生态友好的可持续电力来源之一。目前使用的硅基sol ar电池最多可以利用约33%的阳光能量，并将其转化为电能。这是因为太阳光束中的光或光子包的能量要么太低而不能被太阳能电池吸收，要么太高，所以一部分能量被耗散成了废热。这个最大理论效率被称为肖克利-奎塞极限。实际上，现代太阳能电池的效率是20-25%。
然而，分子光物理中一种被称为单线态裂变的现象可以让具有更高能量的光子被利用并转化为电能，而不会损失能量。近年来，单重态裂变越来越受到科学家的关注，并且正在进行激烈的活动来开发最佳材料。然而，迄今为止，单线态裂变过程中无法解释的能量损失使得设计这种材料变得困难。研究人员无法就这些能量损失的来源达成一致。
从磁光仪器内部观看，该仪器帮助Yuttapoom Puttisong和他的团队开发了一种在单线态裂变中寻找能量损失的协议。功劳:托尔·巴尔克德现在，林克平大学的研究人员与剑桥、牛津、多诺斯蒂亚和巴塞罗那的同事一起，已经发现了单线态裂变过程中能量的去向。
“单线态裂变在不到一纳秒的时间内发生，这使得测量极其困难。我们的发现使我们能够打开黑盒，看到反应过程中能量的去向。通过这种方式，我们最终将能够优化材料，提高太阳能电池的效率，”林科平大学物理、化学和生物系高级讲师Yuttapoom Puttisong说。
部分能量以中间亮态的形式消失，这是实现高效单线态裂变必须解决的问题。能源去向的发现是太阳能电池效率显著提高的重要一步——从目前的33%提高到40%以上。
实际的单线态裂变过程发生在晶体材料中。功劳:托尔·巴尔赫德研究人员使用了一种改进的磁光瞬态方法来确定能量损失的位置。这种技术具有独特的优势，因为它可以在纳秒时间尺度上检查单线态裂变反应的“指纹”。一种多烯的单斜晶体，二苯基六三烯(DPH)被用于这项研究。然而，这种新技术可以用于在更广泛的材料库中研究单线态裂变。黄玉清是林科平大学物理、化学和生物系的前博士生，也是这篇文章的第一作者，这篇文章现在发表在新成立的期刊《细胞报告物理科学:
“实际的单线态裂变过程发生在晶体材料中。如果我们能优化这种材料，尽可能多地保留来自单线态裂变的能量，我们将大大接近实际应用。此外，单线态裂变材料是可溶液加工的，这使得它制造成本低廉，适合与现有的太阳能电池技术集成，”黄玉清说。
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