羅格斯大學(xué)（Rutgers）和其他物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種奇特的電子形式，它能像行星一樣旋轉(zhuǎn)，并可能在照明、太陽能電池、激光和電子顯示器等領(lǐng)域取得進(jìn)展。根據(jù)發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一項(xiàng)研究，它被稱為“手性表面激子”，由粒子和反粒子結(jié)合在一起，在固體表面相互旋轉(zhuǎn)而成。當(dāng)強(qiáng)光照射在固體上，將帶負(fù)電荷的電子從其位置擊出并留下帶正電荷的“空穴”時(shí)，就會(huì)形成激子。電子和空穴類似于快速旋轉(zhuǎn)的頂部，電子最終會(huì)朝空穴“螺旋”前進(jìn)，在不到一萬億分之一秒內(nèi)相互湮滅，同時(shí)發(fā)出一種被稱為“光致發(fā)光”的光。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，以光電效應(yīng)工作的薄膜式太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的濕式太陽能電池則還處于萌芽階段。太陽光照在半導(dǎo)體p－n結(jié)上，形成新的空穴一電子對(duì)。在p－n結(jié)電場的作用下，接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能電池的工作原理。太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為結(jié)晶系薄膜式和非結(jié)晶系薄膜式（以下表為a－）兩大類，而前者又分為單結(jié)晶形和多結(jié)晶形。

1：手性指的是像你的右手和左手一樣匹配但不對(duì)稱且不能疊加在鏡像上的實(shí)體。根據(jù)該研究的第一作者，物理學(xué)教授 Girsh Blumberg在羅格斯大學(xué)新布倫瑞克分校的羅格斯激光光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究生Hsiang-Hsi (Sean)的說法，激子是在強(qiáng)光照射在固體上時(shí)形成的，將帶負(fù)電荷的電子踢出其所在的位置，并留下帶正電荷的“空穴”。

2：按材料可分為硅薄膜形、化合物半導(dǎo)體薄膜形和有機(jī)薄膜形，而化合物半導(dǎo)體薄膜形又分為非結(jié)晶形一（a－Si：H，a－Si：H：F，a－SiXCel－X：H等）、ⅢV族（CaAs，InP等）、ⅡⅥ族（CdS系）和磷化鋅（Zn3P2）等。

3：電子和空穴就像快速旋轉(zhuǎn)的陀螺。電子最終會(huì)“螺旋”地向空穴移動(dòng)，在不到一萬億分之一秒的時(shí)間內(nèi)相互湮滅，同時(shí)發(fā)出一種叫做“光致發(fā)光”的光。這一發(fā)現(xiàn)在太陽能電池、激光、電視和其他顯示器等設(shè)備上都有應(yīng)用。科學(xué)家們在一種被稱為硒化鉍的晶體表面發(fā)現(xiàn)了手性激子，這種晶體可以在室溫下大量生產(chǎn)，并用于涂料和其他電子材料中。

3：資深作者兼藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院(School of Arts and Sciences)物理與天文系教授Blumberg說：“硒化鉍是一種令人著迷的化合物，它屬于一種叫做‘拓?fù)浣^緣體’的量子材料家族，它們的表面有幾個(gè)通道，在導(dǎo)電方面非常高效。”

手性激子的動(dòng)力學(xué)尚不清楚，科學(xué)家們希望利用超快成像技術(shù)進(jìn)一步研究它們。在其他材料上也可以發(fā)現(xiàn)手性表面激子。

4：有機(jī)太陽能路燈電池活性層材料包括給體材料和受體材料，其中給體材料有低聚噻吩類、三苯胺類、苯并二噻吩類和吡咯并吡咯二酮類等；而受體材料分富勒烯及衍生物材料類和非富勒烯小分子受體材料類。有機(jī)太陽能電池活性層材料正快速發(fā)展且具有巨大潛力。

5：一年中太陽輻射到地球表面的能量相當(dāng)于人類現(xiàn)有各種能源在同期內(nèi)所提供能量的上萬倍。與石油、煤、天然氣等能源的價(jià)格隨著供應(yīng)量和儲(chǔ)量的變化而波動(dòng)不同，伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類利用太陽能的成本會(huì)逐年下降。對(duì)于可再生能源的開發(fā)利用日益受到人們的重視，太陽能由于兼具清潔、安全、能量巨大、分布廣泛、長久不衰等特點(diǎn)，逐漸成為未來能源的主要供應(yīng)形式之一。

6：電力是增長最快的終端能源形式，引領(lǐng)全球能源轉(zhuǎn)型。總體而言，到2040年，為應(yīng)對(duì)電力需求的增加，以及替代現(xiàn)有退役裝機(jī)容量，需要新增7200GW的裝機(jī)量。國際能源組織（IEA）預(yù)測，未來對(duì)于可再生能源利用的強(qiáng)勁增長，將會(huì)使可再生能源發(fā)電量占全球發(fā)電量的比例提高到1/3。光伏發(fā)電是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的過程，是可再生能源發(fā)電中的重要組成部分。目前，它正在快速成長并成為常規(guī)化石能源及其他能源利用形式越來越重要的替代品。

7：光伏發(fā)電規(guī)模的擴(kuò)大和持續(xù)發(fā)展有賴于光伏材料的不斷革新和技術(shù)的不斷進(jìn)步。太陽能電池的發(fā)展可以追溯到1839年，法國的Becquerel最早發(fā)現(xiàn)了液體電解液中的光電效應(yīng)；然而直到1883年才由美國的Fritts使用硒制備了第一個(gè)太陽能電池；之后又經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，1930年，Schottky提出Cu2O勢壘的“光伏效應(yīng)”理論；同年，Longer首次提出可以利用“光伏效應(yīng)”制造“太陽能電池”，使太陽能變成電能。

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