升頻通常需要兩種類型的分子，吸收波長相對較長的光子，結(jié)合它們的能量，重新放射出高能量、短波長的光子，
斯坦福大學（Stanford University）的研究人員展示了一套材料，可以使太陽能電池利用一個頻段的太陽光譜，否則就會浪費。這些材料分層安裝在太陽能電池背面，可以轉(zhuǎn)換紅光和近紅外光，就是今天的太陽能電池無法使用的光，可轉(zhuǎn)換為波長較短的光，這樣，這些電池就可以轉(zhuǎn)化為能量。這所大學的研究人員將聯(lián)合加利福尼亞州（California）帕洛•阿爾托（Palo Alto）博世研究和技術(shù)中心（Bosch Research and Technology Center），展示一套系統(tǒng)，用于運行的太陽能電池，時間是在未來四年。

即使今天最好的硅太陽能電池，也不能用到30％左右的太陽光，這是因為，太陽能電池的活性材料不能與光子互動，這些光子能量太低。但是，盡管這些光子每個的能量都低，作為一個整體，它們代表了大量尚未開發(fā)的太陽能量，可以使太陽能電池更具有成本競爭力。

這個工藝被稱為“升頻”（ upconversion），就是依靠配對染料，吸收某一特定波長的光子，再重新放射它們，就成了更少的波長更短的光子。在這種情況下，博世研究中心和斯坦福大學的研究人員會研究一些系統(tǒng)，以轉(zhuǎn)換近紅外波長（其中大部分是今天的太陽能電池無法使用的）。斯坦福大學小組的領(lǐng)導(dǎo)，助理教授珍妮佛•迪翁（Jennifer Dionne）認為，他們小組可以提高光電轉(zhuǎn)換效率，使非晶硅太陽能電池效率從11％提高到15％。

升頻概念并不新鮮，但是，它從未在運行的太陽能電池中展示過，英納•克辛斯基（Inna Kozinsky）說，他是博世中心的高級工程師。升頻通常需要兩種類型的分子，吸收相對較高波長的光子，結(jié)合它們的能量，重新放射出高能量、短波長的光子。然而，從機會上說，這些分子彼此相遇，既在合適的時間，又處于合適的能量狀態(tài)，這種可能性是很低的。迪翁正在開發(fā)的納米粒子，添加到這些系統(tǒng)，可以增加這種機會。為了制造更好的升頻系統(tǒng)，迪翁正在設(shè)計金屬納米粒子，這些粒子的作用就像微小的光學天線，可以引導(dǎo)光，在這些染料系統(tǒng)中，會采取這樣一種方式，使這種染料接觸到更多的光線，在合適的時間，創(chuàng)造更多的升頻光，然后引導(dǎo)更多升頻光放射出該系統(tǒng)的末端。

迪翁說，最終的愿景是創(chuàng)造一個立方體。這種片狀材料可以鋪在電池底部，與電池本身用絕緣層隔開。低波長的光子通過活性層，會被上變頻器（upconverter）層吸收，然后再釋放，返入活性層，就成為可用的、更長波長的光。

克辛斯基說，博世中心的目標是展示升頻紅光，是在有效的太陽能電池中進行，時間是在三年內(nèi)，演示紅外光上轉(zhuǎn)換是在四年內(nèi)。考慮到需要時間擴大到工業(yè)生產(chǎn)，她說，這項技術(shù)用于博世中心的商用太陽能電池，可能是7至10年。

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