研究人员发现拟似粒子有助于光电转换过程 ◤♀

　　德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的研究人员们最近发现，在将光线转换成可储存的能量时，拟似粒子（pseudo  particle）扮演着关键性的作用。

　　此外，柏林弗利兹．哈伯研究所（Fritz Haber Institute）以及芬兰赫尔辛基阿尔托大学（Aalto  University）的科学家们也加入这一研究行列，共同研究所谓的极化子（polaron）如何在氧化锌中形成。

　　这种拟似粒子可穿过光敏材料，然后在介面上被转换成电能或化学能。研究人员的新发现与太阳能光伏效应有关，目前已经刊登在《自然通讯》（Nature  Communications）期刊中。

　　将光转换成可储存能量的过程，可望有助于可再生能源的供应。在光的作用下，大自然一直是利用这样的过程来进行光合作用，从而形成碳水化合物。

　　利用光敏氧化锌材料，科学家得以研究极化子的形成与迁移。

　　（来源：Northeastern University）

　　太阳能PV电池的基本转换过程至今几乎还没有详细的研究。

　　“光子（光学粒子）转化为电能需要几个步骤，”KIT功能介面研究所所长Christof  Woll解释。首先，光线被光敏材料吸收。单颗电子被移除后在原本的位置留下了一个洞。这些电洞只能在短时间内维持稳定。然后，他们可能会在光线发射下逐渐衰减或被隔离成电子与电洞，分别在材料中独自移动。接着，这种带电粒子的命运就完全取决于材料了。

　　在大多数的材料中，活性的电洞并不稳定，但可在能量损耗下转换成所谓的极化子。极化子是一种由粒子组成的特殊拟似粒子，能够与环境形成互动。极化子形后可长期维持稳定，并穿过光敏材料，然后在介面处转化成电能或化学能。

　　为了研究极化子的形成与迁移，KIT的研究人员们在Christof  Woll教授的带领下，利用光敏氧化锌材料进行多项实验。科学家们则利用实验性配置，以100毫秒的解析度实现反射吸收式红外线光谱分析技术（IRRAS），以及测量氧化锌单晶体的红外线光谱，并为至今仍未知的拟似粒子观察其密集吸收频段（例如指纹）。

　　对于KIT的科学家来说，资料的解释以及辨识新的粒子仍是一大挑战。因此，藉由与弗利兹．哈伯研究所以及阿尔托大学的合作，协助其成功定位出吸收频段中的电洞极化子。

　　编译：Susan Hong

　　（参考原文：Pseudoparticle discovery spotlights energy conversion processes for  photovoltaics，by Paul Buckley）

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