卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员揭开了光转换成可存储能量的一个重要步骤：他们和柏林弗里兹哈伯研究所以及芬兰阿尔托大学的研究人员一起研究了氧化锌中极化子的形成。伪粒子能穿过光敏材料，从而在界面处转化为电能或者化学能。该研究发表在《自然通讯》杂志上。

光能转化为可储存能量的过程对于可持续能量是非常有利的。数十亿年来，大自然在大自然的帮助下合成了大量的碳水化合物。在研究中，使用光来促进化学过程的光催化越来越受到重视。在过去的数年间，研究人员在利用光伏材料将光能转化为电能方面取得了长足的进步。然而，人们并不了解光伏过程的具体反应过程。“将光子转化为电能有几个步骤，”KIT功能界面材料研究所所长ChristofWöll说。首先，光伏材料吸收光子，使得电子受激发后离开从而产生了空穴。但是产生的电子—空穴对只能稳定存在非常短的时间。然后，它们或者复合发出光，或者相互独立地运动，电荷的命运就由材料的性质来决定了。

在大多数材料中，自由空穴不稳定，会在能量损耗情况下转化为极化子。极化子是一种特殊的赝粒子，并且会稳定存在一定的时间，它们能穿过光敏材料，在界面处转化为电能或化学能。ChristofWöll带领的KIT的研究人员是使用光敏氧化锌材料来进行试验，以便能研究极化子的形成和迁移过程。他们采用的全世界独一无二实验装置来测量氧化锌单晶的红外反射吸收光谱（IRRAS），并观察伪粒子的密集吸收带。通过与柏林弗里兹哈伯研究所以及芬兰阿尔托大学的研究人员一起合作，他们成功地获得空穴极化子的吸收带。“这是2015年—国际光年——取得的一个重要的发现。”Wöll说。


来源：Karlsruhe Institute of Technol