物理学新发现或有助于提高太阳能电池效率
来源:
时间:2016-12-27
中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室研究员、美国石溪大学教授汪劲以及科研团队在光合作用的能量传输过程中（对色素－蛋白复合物）发现了一项机制，定量阐释了长时间存活的量子相干性是如何维持的，这项发现可能有助于将太阳能的可持续利用变成现实。该成果在Scientific Reports发表后，石溪大学网站又在12月15日以Physics Discovery Could Improve Solar Cells为标题宣布了汪劲研究员及其团队这项新发现。
量子相干性来源于亚原子粒子间的协同合作，对于理解光合作用中的能量传输至关重要。近年来，一个与量子相干性有关的新现象，使许多科学家困惑不已——量子相干性可以长时间持续存在，即使在有涨落的环境影响下也如此。过去的十年里，科学家们投入了大量的精力，探索这一现象背后的根本机制，但是对于长时量子相干性是如何维持的，尚未取得物理学中完整的定量理解。
汪劲研究员课题组的研究表明，由于强烈的相互作用，能量载体被色素蛋白复合物的离散振动模式所屏蔽，因此削弱了环境对能量载体的影响。这个过程导致了长时间存续的量子相干性，以及能量传输效率的显著提高。
这项工作表明了量子相干性所扮演的角色，并使科学家们得以深入理解光合作用中极高的能量传输效率，可以引导科研人员提高太阳能电池效率，以及潜在的其它低能耗器件的效率。