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较低的光电转化效率带来的高成本问题限制了光伏电池的推广使用,因而寻找能将太阳能光子的能量高效的转化为电能的材料和技术是关键。限制光电转换效率的因素有很多,其中很重要的一点就是目前的单结电池材料不具备将高能量的光子完全转换为电能的能力。当光子的能量高于半导体带隙值时,电池吸收光子后的过剩能量以热量的形式耗散；而低能光子例如红外线却无法被电池吸收利用。如果利用单线态裂分(Singlet Fission, SF),使一个高能量的光子裂分成两个低能量的光子,将产生的两个电子/空穴对注入到电池电极中加以利用,