碳纳米管半导体，光伏发电值得拥有

材料牛注：美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员发现单层碳纳米管半导体可能更高效将太阳能转化为电能，这对于光伏发电将更加有利。

此项研究建立在诺贝尔奖得主Rudolph Marcus基础上，他发展了物理化学的基本原理，解释了电子从一种物质移动到另一种物时的反应，即Marcus理论。然而这一理论几乎不能用来研究有机半导体如单层碳纳米管(SWCNT)光诱导电子转移。

有机光伏设备吸收一个光子后，电荷(电子和空穴)通常需要被一个界面分离，以便他们能够长久收集电流。电子转移产生的电荷分离伴随着潜在的能量损失，分子结构重组。这被称为重组损失能量，但NREL的研究人员发现SWCNT半导体掺杂富勒烯分子能量损失小。

“在研究中我们发现这一特定系统（碳纳米管和富勒烯组合）具有极低的重组能，碳纳米管本身可能有非常，非常低的重组能。”Jeffrey Blackburn说，他是NREL的资深科学家和论文（优化单层碳纳米管半导体异质结构激子分离的驱动力）的合著者。

有机光伏设备包含供体和受体之间的界面。在这种情况下，SWCNT作为供体，贡献出一个电子给受体（富勒烯）。NREL的研究者与科罗拉多州立大学的同事们合作，利用专业知识明确每一部分电子供体和受体及高度可调的能级：NREL的半导体SWCNT供体和CSU的富勒烯受体。这种合作关系使NREL的科学家确定电子转移，分子重组能量损失小，这意味着获取太阳能更有效。出于这个优势，SWCNT半导体在光伏应用可能是有利的。

研究论文发表在最新一期的《自然化学》杂志上。

本文参考地址：Nanotube Semiconductors Well-suited for PV Systems, Study Says

感谢材料人编辑部封蕾提供素材。