來自日本大阪大學(xué)開放和跨學(xué)科研究倡議研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了由硫化銻：硫化物基復(fù)合材料制成的太陽能電池的一個新特征，他們稱之為波長依賴的光伏效應(yīng)（Wavelength-dependent Photovoltaic Effect，WDPE）。

研究人員發(fā)現(xiàn)，將入射光線的顏色從可見光改為紫外線，會誘發(fā)由該復(fù)合材料制成的太陽能電池輸出電壓的可逆變化，同時(shí)使產(chǎn)生的電流保持不變。這項(xiàng)工作在《先進(jìn)功能材料》的一篇論文中報(bào)告，可能會引領(lǐng)新的功能性光感應(yīng)和成像設(shè)備的發(fā)展。

光伏裝置，如太陽能電池和光電二極管，能將光能轉(zhuǎn)化為電能，在可再生能源和光和圖像傳感器領(lǐng)域有著非常重要的地位。最近，薄膜光伏設(shè)備的進(jìn)展吸引了很多人的注意，因?yàn)樗鼈兂杀镜?、靈活性強(qiáng)、重量輕。

盡管到目前為止已經(jīng)報(bào)道了許多光伏設(shè)備，但還從未觀察到可逆和波長依賴的光伏效應(yīng)。為了使用單個光電二極管區(qū)分不同顏色的光，必須使用能夠電子切換吸收顏色范圍的液晶過濾器，但這些過濾器很笨重。能夠在不需要這種濾光片的情況下進(jìn)行顏色檢測，對于最大限度地減少光伏設(shè)備的尺寸是非常有用的。

現(xiàn)在，大阪大學(xué)的一個研究小組建造了由硫化銻：硫化物基復(fù)合材料制成的新的光伏裝置，并發(fā)現(xiàn)了一種新的效果。該裝置產(chǎn)生的電壓可以通過切換光的顏色而改變，紫外線會降低輸出電壓。換句話說，只需將不同顏色的光照在該裝置上，就可以獲得電流與電壓曲線的可逆變化。

為了更好地理解這種效應(yīng)背后的機(jī)制，研究人員進(jìn)行了瞬態(tài)光電壓（transient photovoltage，TPV）和通過線性增加電壓的光誘導(dǎo)電荷提取（photo-induced charge extraction by linearly increasing voltage，photo-CELIV）。這些實(shí)驗(yàn)幫助澄清了暴露在紫外線輻射下誘發(fā)的電荷載體壽命的戲劇性和可逆性變化。

研究小組得出結(jié)論，波長依賴的光伏效應(yīng)是由異質(zhì)結(jié)界面的可轉(zhuǎn)移 "陷阱 "狀態(tài)引起的，這些狀態(tài)由高能量電荷產(chǎn)生。這些界面能量陷阱大大降低了輸出電壓，使某些能量的光可以根據(jù)電壓來區(qū)分。這種變化可以通過極性溶劑蒸汽的存在得到加強(qiáng)。

新一發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用于從移動電話到汽車到安全到園藝系統(tǒng)的各種光感應(yīng)。它還可以構(gòu)成醫(yī)學(xué)和其他科學(xué)追求中的成像應(yīng)用的一部分，如空間衛(wèi)星和顯微照相。此外，復(fù)合材料太陽能電池由于其低毒性和低生產(chǎn)成本，有可能成為一種理想的可再生能源。