熱電子新技術  能否提高太陽能電池效率？

太陽能電池的原理是透過將光轉化成電子進而產生電壓與電流。而熱太陽能電池是一種新型電池，相比於傳統太陽能電池，其轉化效能更好。熱電子壽命(消散於1飛秒內)和移動距離極短，這種特性也意謂者影響其特性極具難度，儘管已經有一些技術能規避這些缺點，但材料的原子結構與其中熱電子動力學間的關聯仍保持未知。

巴斯大學物理系研究人員開發了一種從最先進的單分子實驗中提取定量信息的新方法，它能探測表面上熱電子的物理現象。掃描隧道顯微鏡(Scanning Tunnel Microscope,簡稱:STM)是一種常用的研究機器，它能對單個原子或分子進行成像，並通過將一電流(例如一束熱電子)注入目標分子，控制目標分子的行為，亦或打破或生成新化學鍵。

然而巴斯大學的研究人員卻顛覆了傳統實驗，他們沒有使用電子束測量或控制目標分子，而是反其道而行，利用分子測量電子本身的行為模式。領導這項研究的博士Kristina Rusimova說:「我們已經使用單分子反應探測熱電子失去能量前的命運。」這項工作能使他們更精確地分析並控制熱分子的活動，並開拓熱太陽能電池領域，在熱電子失去能量前捕獲它的存在，並應用於太陽能電池中。

研究員Dr.Peter Sloan說道: 「發現新的對於基本電荷命運的理解，是奈米科學最重要的課題。奈米分子探針的實驗將開闢新的，未探索過的方法來觀察熱電子在原子維度上的行為。」

Dr.Rusimova補充道: 「通過最先進、嚴謹的實驗，我們確定了熱電子的物理機制，其不僅負責矽表面的電荷傳輸，當熱電子失去多餘熱能後，被電子所激發的分子將從矽表面彈出。而我們第一次將這能量依賴性步驟與底層表面電子能帶聯繫起來。」這同時是設計其他更複雜材料的起點，而這些材料應該可以透過製造缺陷改變其量分布，來控制熱電子的傳輸。（編譯／高晟鈞）

資料來源:PHYS.ORG

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