日本九州大学与德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学的研究人员合作,在太阳能电池技术领域取得重要进展,实现了约130%的能量转换效率,突破传统100%的物理极限。这一成果于3月25日发表在《美国化学学会杂志》上。
太阳能电池通常受限于肖克利-奎伊瑟极限,只能利用约三分之一的入射阳光。九州大学工学院副教授佐佐木洋一表示:“我们有两种主要策略来突破这一极限,一是将低能量红外光子转换为高能量可见光子。另一种,即我们在此探索的,是使用单线态裂变从一个激子光子生成两个激子。”
研究团队采用基于钼的金属络合物作为“自旋翻转”发射器,捕获单线态裂变产生的额外能量,从而克服了福斯特共振能量转移导致的损失。佐佐木解释道:“能量在倍增发生前很容易被一种称为福斯特共振能量转移的机制‘窃取’,因此我们需要一个能量受体,在裂变后选择性捕获倍增的三线态激子。”
通过国际合作,该系统在溶液中实现了约130%的量子产率,意味着每吸收一个光子可激活约1.3个金属络合物。这一太阳能电池突破为未来高效能源技术提供了新思路,并可能应用于LED和量子计算等领域。
出版详情:作者:Kyushu University;标题:《Solar cells just did the “impossible” with this 130% breakthrough》;发表于:《Journal of the American Chemical Society》(2026);期刊信息:《Journal of the American Chemical Society》。













