科学突破 - 首次在有机半导体材料P3TTM中观测到曾被认为仅存在于无机金属氧化物中的“莫特-哈伯德绝缘体”量子效应 [1] - 该材料中每个分子的核心有一个不成对的“单身”电子，使其具备独特的磁性与电子行为 [1] - 当分子紧密堆积时，相邻“单身”电子相互作用，促使它们交替上下排列，展现出特殊的量子现象 [1] 技术原理 - “单身”电子吸收光能后瞬间获得能量，跃迁至邻近分子，在原位置留下带正电的“空穴”，实现正负电荷的干净利落分离 [2] - 这些自由移动的电荷可通过外部电极收集，形成持续电流 [2] - 新材料仅凭单一物质即可完成整个光能转化为电能的过程，而传统有机太阳能电池需要两种材料分别提供和接收电子 [2] 性能与应用潜力 - 基于P3TTM薄膜的太阳能电池器件在光照下实现了近乎完美的电荷收集效率，几乎每一个入射光子都被转化为可用电流 [2] - 新分子结构可调节分子间接触与电荷分离所需的能量平衡 [2] - 该突破有望催生更简单、更轻便、更廉价的太阳能电池，使用低成本、轻质的材料制造 [1][2]