根据剑桥大学和华盛顿大学的最新研究，有机太阳能电池可以通过操纵它们产生的电子的“自旋”来大大提高其效率。
有机太阳能电池是一类相对较新的太阳能电池，它通过模仿植物光合作用的自然过程而起作用。与传统的光伏电池相比，它们具有许多显着的优势，但是当前的设计根本不具备直接与商用硅太阳能电池竞争所需的效率。按照目前的情况，有机太阳能电池的最大效率约为10-12％，而硅基电池的最大效率约为20-25％。有很大的不同。
但是现在，研究人员发现了一种大大改善有机太阳能电池的方法-通过操纵太阳能电池中电子的“自旋”，可以大大提高其性能。研究人员认为，这是“追求廉价，高性能太阳能技术的重要突破。”
剑桥大学有详细信息和背景：
有机太阳能电池使用大型的基于碳的分子来复制光合作用来收集阳光，而不是用于商业的基于硅的太阳能电池中的无机半导体。这些有机电池可以非常薄，轻便，高度柔韧性好，并且可以用类似于报纸的油墨进行印刷-与目前的太阳能电池相比，可以实现更快，更便宜的生产过程。
但是一致性一直是一个主要问题。直到现在，科学家们仍在努力地理解为什么有些分子出乎意料地表现良好，而另一些分子却表现得冷淡。
剑桥大学卡文迪许实验室的研究人员开发了基于激光的灵敏技术，以追踪这些细胞中电子的运动和相互作用。令他们惊讶的是，研究小组发现材料之间的性能差异可能归因于“自旋”的量子特性。
“自旋”是与粒子的角动量有关的粒子的属性，电子来自“自旋”或“自旋”两种形式。太阳能电池中的电子可以通过称为“复合”的过程而丢失，在此过程中，电子失去能量（或“激发”状态），并退回到称为“空穴”的空状态。
研究人员随后发现，通过以某种方式组织电子自旋，可以完全阻止“重组”引起的能量崩溃，从而显着增加来自细胞的电流。
“这项发现非常令人兴奋，因为我们现在可以利用自旋物理学来改善太阳能电池，这是我们以前认为不可能的。我们将很快看到利用这种材料的新材料和太阳能电池，”剑桥卡文迪许实验室和科珀斯克里斯蒂学院的研究员Akshay Rao博士说，他与同事Philip Chow和SimonGélinas博士共同领导了这项研究。
研究人员认为，除了在太阳能领域中的明显应用外，他们的工作所产生的新发现和设计理念也可以应用于有机发光二极管，从而有可能导致更节能的电池显示。手机，平板电脑，电视等
新发现刚刚发表在《自然》杂志上。
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