碳納米管半導體，光伏發電值得擁有

材料牛注：美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員發現單層碳納米管半導體可能更高效將太陽能轉化為電能，這對于光伏發電將更加有利。

此項研究建立在諾貝爾獎得主Rudolph Marcus基礎上，他發展了物理化學的基本原理，解釋了電子從一種物質移動到另一種物時的反應，即Marcus理論。然而這一理論幾乎不能用來研究有機半導體如單層碳納米管(SWCNT)光誘導電子轉移。

有機光伏設備吸收一個光子后，電荷(電子和空穴)通常需要被一個界面分離，以便他們能夠長久收集電流。電子轉移產生的電荷分離伴隨著潛在的能量損失，分子結構重組。這被稱為重組損失能量，但NREL的研究人員發現SWCNT半導體摻雜富勒烯分子能量損失小。

“在研究中我們發現這一特定系統（碳納米管和富勒烯組合）具有極低的重組能，碳納米管本身可能有非常，非常低的重組能。”Jeffrey Blackburn說，他是NREL的資深科學家和論文（優化單層碳納米管半導體異質結構激子分離的驅動力）的合著者。

有機光伏設備包含供體和受體之間的界面。在這種情況下，SWCNT作為供體，貢獻出一個電子給受體（富勒烯）。NREL的研究者與科羅拉多州立大學的同事們合作，利用專業知識明確每一部分電子供體和受體及高度可調的能級：NREL的半導體SWCNT供體和CSU的富勒烯受體。這種合作關系使NREL的科學家確定電子轉移，分子重組能量損失小，這意味著獲取太陽能更有效。出于這個優勢，SWCNT半導體在光伏應用可能是有利的。

研究論文發表在最新一期的《自然化學》雜志上。

本文參考地址：Nanotube Semiconductors Well-suited for PV Systems, Study Says

感謝材料人編輯部封蕾提供素材。