在過(guò)去的50年里，科學(xué)家們在將太陽(yáng)光轉化為電力的光伏技術(shù)，以及將太陽(yáng)光和水轉化為無(wú)碳燃料的人工光合作用裝置方面取得了巨大的進(jìn)步。但目前這些清潔能源的最先進(jìn)技術(shù)仍然缺乏與電力或源自石油的燃料競爭的效率?，F在，勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室、DESY、歐洲XFEL和德國弗賴(lài)貝格工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家們在《自然通訊》上報告了他們發(fā)現的一種隱藏的電荷產(chǎn)生途徑。
這種途徑可以幫助研究人員開(kāi)發(fā)出更高效的方法，將太陽(yáng)光轉化為電力或氫氣等太陽(yáng)能燃料。
在DESY自由電子激光器FLASH的幫助下，研究人員用超短的紅外和X射線(xiàn)激光照射酞菁銅:富勒烯（CuPc:C60）材料，以290飛秒的時(shí)間分辨率研究其電荷產(chǎn)生機制。
將超短脈沖光與一種名為時(shí)間分辨X射線(xiàn)光發(fā)射光譜（TRXPS）的技術(shù)相結合，研究人員可以實(shí)時(shí)觀(guān)察和統計CuPc:C60吸收的紅外光子中有多少形成了有用的獨立電荷，又有多少吸收的光子只導致材料加熱。
伯克利實(shí)驗室化學(xué)科學(xué)部高級科學(xué)家、本研究的共同作者Oliver Gessner說(shuō)，他們的獨特方法揭示了CuPc:C60中一條未知的途徑，它能將吸收的紅外光子中高達22%的紅外光子變成獨立電荷。
以前對CuPc:C60的研究通常是通過(guò)測量在光伏或光催化裝置中使用該材料時(shí)產(chǎn)生的電荷或氫氣或氧氣的總量來(lái)評估系統的效率?！叭欢?，這只能告訴你整個(gè)過(guò)程的效率如何，從光吸收直到水被分裂，”Gessner說(shuō)?！暗谶@些系統中，有很多中間發(fā)生的事情還沒(méi)有被很好地理解--如果我們不理解這些中間的步驟，我們就無(wú)法開(kāi)發(fā)出更高效的采光系統。我們的研究將幫助人們開(kāi)發(fā)出更好的模型和理論，這樣我們才能達到目的?！?/p>
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