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文明的发展伴随着能源需求的提升，过去能源从生物质能逐渐发展到化石能源从根本上满足了当时人们对能源的基本需要，从而促进了工业、农业、科学的发展。与此同时为了更好的满足能源存储、能源输送、能源利用的需求，化石能源也在原本基础上衍生出了不同的形态直接改变了我们的生活。

但与此同时，化石燃料对环境并不友好，并且，随着时间的推移，可供人类利用的化石燃料会越来越少。因此，在可持续发展的大背景下，传统化石燃料自然而然的陷入了能源发展与环保建设的矛盾之中。而依据能源发展依据从高碳能源向低碳、无碳能源演变的基本原则，可再生能源成为了一个重要的突破口。

在众多可再生能源中，太阳能被寄予厚望。太阳能本身属于热辐射能，在我们生活中普遍存在，而我们熟悉的太阳能热水器便是对其的一种有效应用。但这种应用其实是存在局限性的，因为绝大多数时候我们对于能源的需求不在于“热”，这时候就需要一个能源载体——电能。

事实上，即便是在化石燃料被广泛应用的今天，除了交通业之外，大部分居民是很少直接接触化石燃料，而能源在我们生活中的主要形式也是电能，给我们生活带来便利的设备，绝大多数也属于电器。因此，想要进一步发展太阳能，就需要建立起太阳能与电能之间的联系。而这层联系便是光伏发电。

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，因此，其发电效率与半导体材料产业的发展有着密切联系。得益于近年来技术的发展，如今光伏技术已经趋于成熟，许多国家也开始大力建设光伏发电厂。但与此同时，光伏依旧存在许多问题需要解决，例如发电效率。

光伏发电本身是一个很理想化的技术，因为阳光在生活中普遍存在，但事实上，受限于环境因素，并不是随时随地都能采集到足够的光，光伏设备对于光的利用效率也有限。例如在浓雾天气，波长较长的红光因为穿透能力强，更容易被接收到。这也就导致了，许多时候，太阳能电池板只能捕获低能量光，想要提升发电量，只能增加电池板的面积。

不过就在最近，一项新的技术或将解决这一问题。美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员领衔的团队创造了一种能将低能量光转化为高能量光的新型材料。据悉，该材料由超小硅纳米粒子和有机分子组成，能有效地在其有机和无机成分之间移动电子。这一特性使其可以吸收穿透力更强的长波长光子，并将其转化为短波长蓝色或紫外线光子。如果将其用于太阳能电池，便可以有效的提升电池的光电转化效率，理想的情况下，同样的发电量下能够缩小电池板近3成的体积。

此外，这一材料同样可以用于医学成像设备或者夜视镜等监测设备上，对于涉及到光学技术的仪器有着非比寻常的意义。

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