新材料“吃进”低能光“吐出”高能光，可将太阳能电池板尺寸减小30%

美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员领衔的团队创造了一种新型材料，可吸收低能量光并将其转化为高能量光。这种新材料由超小硅纳米粒子和有机分子组成，能有效地在其有机和无机成分之间移动电子，可用于更高效的太阳能电池板、更精确的医学成像和更好的夜视镜。研究成果发表在最新一期《自然·化学》杂志上。

复合材料由两个或多个组件组成，这些组件在组合时具有独特的特性。例如，碳纤维和树脂的复合材料可用作飞机机翼、赛车和许多运动产品的轻质材料。在新研究中，材料的设计方法采用了两种截然不同的物质——硅和有机分子，并将它们结合得足够牢固。无机和有机成分结合在一起创造出的混合材料，显示出与光的独特相互作用和全新特性，与这两种成分完全不同。

这些特性有能力将长波长光子（如红光，能很好地穿透组织、雾和液体）转化为短波长蓝色或紫外线光子。这意味着该材料可用于多种新技术，例如生物成像、基于光的3D打印和帮助自动驾驶汽车穿越雾气的光传感器。

采用低能量光并使其具有更高能量，还有助于提高太阳能电池的效率，因为其可捕获通常会穿过它们的近红外光。优化技术后，捕获低能量光将使太阳能电池板的尺寸减小30%。

把不相干甚至不相融的材料结合起来，针对某些特性进行试验、改造，常常能产生“1+1＞2”的效果，甚至能开辟出全新的应用领域。这次，科研人员用硅纳米粒子和有机分子组合出了一种新材料，它“吃”进去的是低能量光，“放”出来的却是高能量光，让长波长光摇身一变成为短波长光，可应用于生物成像、光传感器，还可提高太阳能电池的效率，让电池板变得更加小巧。新的排列组合总是带给我们许多惊喜，也给更多领域带来新的前景。