光伏基础研究：KIT学者测量光能转换重要过程

　　以光合作用为范例

　　光到可存储能量的转换过程可作为可持续能源供应的重要组成。这种转换过程数亿年来已被自然界通过光合作用加以利用，通过光照生成碳水化合物。在科研上，通过光催化对光转换为化学能的过程加速越来越得到重视。

　　光伏基础目前仅被粗略研究

　　对于直接将太阳光转换为电能的光伏领域，科研工作者也在过去几年取得显著成果，转换率得到不断提高。然而光伏发生的基础过程目前仅被粗略研究。

　　“光子转换为电能是通过多个步奏完成的。”KIT功能表面研究所（IFG）领导Christof Wöll教授解释道。

　　首先，光照被光活性材料吸收。每个电子离开其位置并留下空穴。电子空穴对只在很短的时间内稳定存在。之后它们在光照下分解或者裂化为一个电子和一个空穴在材料中相对独立移动。而材料决定着这些带电粒子接下来的运动。

　　在大多数材料中空穴并不稳定，而是通过能量损失转换为所谓的极化子。极化子是特殊的假粒子，通过一个粒子与周围的相互作用形成。形成的极化子在较长的时间保持稳定并且穿过光活性材料，直到在某一个表面转换为电能或化学能。

　　通过光谱研究极化子的形成和运动

　　KIT的研究者和Christof Wöll教授对光活性材料氧化锌进行实验，来研究极化子的形成和运动。他们将一个由KIT研制的世界唯一设备投入红外反射吸收光谱（IRRAS）使用，其时间分辨率达到了100毫秒。

　　他们测得氧化锌晶体的红外光谱并观察目前仍不了解的假粒子的强度吸收带，即所谓的指型。数据的解释和新粒子的识别将是卡尔斯鲁厄研究者要面临的挑战。

　　通过与弗里茨·哈伯研究所和阿尔托大学计算机控制纳米物理研究中心的合作，该吸收带得以成功归为所谓的空穴极化子。

　　Wöll教授强调说：“2015作为光和光基技术国际年，这项成果尤其令人兴奋。”