為了盡可能地從太陽(yáng)能中獲取更多的能量，我們需要不斷提高太陽(yáng)能電池的效率。目前，大多數(shù)太陽(yáng)能技術(shù)僅捕獲可見(jiàn)光能量，這意味著會(huì)浪費(fèi)其余的光譜能量。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，Lawrence Berkeley National Laboratory（勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法，使用涂覆特殊有機(jī)染色劑的納米粒子將近紅外光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，這可以幫助太陽(yáng)能電池捕獲更多的光譜能量。 NH?q/4=I0W  
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這種粒子本身被稱(chēng)為上轉(zhuǎn)換納米顆粒（upconverting nanoparticles，UCNPs），它們是含有鑭系元素（如鐿和鉺）的金屬離子。前者吸收近紅外光并將其傳遞給后者，后者將其轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)綠光后放出。后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，用特殊染色劑涂布UCNP可以進(jìn)一步改善這種功能，盡管目前還沒(méi)有弄清楚發(fā)生這種現(xiàn)象的機(jī)理。 gFJ. p  
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“這些染色劑在光照下幾乎立即就會(huì)降解，還沒(méi)有人確切地了解這些染色劑與納米顆粒表面的相互作用，”該研究的共同作者Emory Chan說(shuō)。 Ms^U`P^V~P  
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現(xiàn)在，伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家聲稱(chēng)已經(jīng)明確了相關(guān)機(jī)理，并利用該機(jī)理設(shè)計(jì)了功能更好的系統(tǒng)。研究小組發(fā)現(xiàn)，納米顆粒中的鑭系元素會(huì)使染色劑分子進(jìn)入一種三重態(tài)，從而將多個(gè)紅外光子合并為單個(gè)可見(jiàn)光光子，進(jìn)而更高效地將能量傳遞給鑭系元素。 +="?[:  
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“這種染色劑扮演了一種分子尺度的太陽(yáng)能聚光器，將近紅外光子的能量引入了納米顆粒，”該研究的共同作者P. James Schuck說(shuō)。 S7tc  
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通過(guò)觀察染色劑分子的光發(fā)射和UCNP的吸收，顯示兩個(gè)測(cè)量峰一致，揭示了這些納米顆粒的作用機(jī)制。 k<mfBNvuo  
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基于該發(fā)現(xiàn)，研究人員設(shè)計(jì)了新的UCNP，以更好地利用這種三重態(tài)的優(yōu)勢(shì)。在將粒子中鑭系元素的濃度從22%提高到52%之后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們新染色的UCNP比沒(méi)有染色時(shí)亮33000倍，效率高100倍。 ,W"[q