目前市面上的太陽(yáng)能大多都無(wú)法吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外光，轉(zhuǎn)換效率仍有許多進(jìn)步空間，對(duì)此，美國(guó)科學(xué)家已尋覓出全新鈣鈦礦材料，未來(lái)的太陽(yáng)能電池或許能好好把握占 47% 光譜的紅外光，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率。
陽(yáng)光是由許多不同波長(zhǎng)的電磁波構(gòu)成，紫外光占 8%，可見(jiàn)光與紅外光分別占 48% 跟 44%，其中光的能量取決于波長(zhǎng)長(zhǎng)度，波長(zhǎng)越長(zhǎng)其所含有的能量就越小，短波所含有的能量較高。
然而目前的太陽(yáng)能板無(wú)法善加利用所有的光，當(dāng)陽(yáng)光照射到硅晶太陽(yáng)能板時(shí)，只能將等同于近紅外光的較低能量轉(zhuǎn)換成電，其余轉(zhuǎn)為熱，硅晶太陽(yáng)能只能吸收近紅外光、可見(jiàn)光及紫外光，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外光則完全無(wú)法吸收。
對(duì)此，佛羅里達(dá)州立大學(xué)為了進(jìn)一步提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率，著手研究光子上轉(zhuǎn)換（Photon upconversion）技術(shù)。
所謂的光子上轉(zhuǎn)換，是吸收較長(zhǎng)波長(zhǎng)的兩個(gè)或多個(gè)光子，激發(fā)出較短波長(zhǎng)的光的過(guò)程，就好比將紅外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，通常這類(lèi)研究多是采用金屬有機(jī)分子或是半導(dǎo)體奈米材料，象是先前美國(guó)勞倫斯柏克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室就利用有機(jī)染料涂層吸收紅外光，并透過(guò)材料重放射（reemit）性能將光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光。
佛羅里達(dá)州立大學(xué)生物化學(xué)家 Lea Nienhaus 表示，團(tuán)隊(duì)希望可以將紅外光轉(zhuǎn)換為太陽(yáng)能板可吸收的光。不過(guò)有別于過(guò)去的研究，他們這次選擇了含鉛鹵素鈣鈦礦，并在鈣鈦礦中添加碳?xì)浠衔锛t螢烯（rubrene），用來(lái)實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。
為了提高轉(zhuǎn)換效率并找出最適合的鈣鈦礦薄膜，團(tuán)隊(duì)也分別測(cè)試 20、30、100、380 奈米不同厚度的薄膜，他們最終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)厚度超過(guò) 30 納米時(shí)，可進(jìn)一步提高上轉(zhuǎn)換性能。
不過(guò)與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦薄膜會(huì)重新吸收上轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的可見(jiàn)光，研究員 Sarah Wieghold 也指出，團(tuán)隊(duì)還需要進(jìn)一步最佳化吸收紅外光的比例。
