凯斯西储大学的物理学家正在开发超薄光学涂层，可以显着延长太阳能电池板的使用寿命，并改善数据存储或防伪等领域。

凯斯西储大学物理学教授朱塞佩·斯特兰吉说：“想象一个世界，表面不仅显示出鲜艳的色彩，而且还可以充当高效的能量收集平台。”“这就是我们正在揭示的世界。”

斯特兰吉正在领导一个研究小组开发新型光学涂层，这种涂层的厚度只有几个原子层那么薄。它们可以同时透射和反射窄带光，并具有无与伦比的鲜艳度和色彩纯度。

斯特兰吉说：“它们的作用就像是非常有选择性的透明窗户和反射镜，这种精度使我们能够操纵反射光的外观。”

延长太阳能电池板的使用寿命

斯特朗吉说，新型光学涂层最有前途的应用是延长太阳能电池板的使用寿命。

太阳能电池板的使用寿命通常约为20至30年。原因之一是：阳光提供能量，但也会加热面板，在分解材料时降低其短期效率和长期耐用性。

这是因为光能中有两个特定的波段：一个(光伏)可以作为能量存储，而另一个(热能)可以加热面板。

“但是，直到现在，你还无法区分两者，因此要获得能量，你还必须接受热量，”斯特兰吉说。“我们的涂层将两者分开，导致短期内发电量增加，并将电池板的使用寿命延长六倍。”斯特兰吉说，凯斯西储公司获得了新材料的专利。

该研究小组包括CWRU物理学教授MichaelHinczewski以及麻省理工学院、亚利桑那大学和罗切斯特大学的合作者，还与美国和芬兰的工业合作者合作，探索扩大该技术的规模。

他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。这项最新工作建立在该小组于2021年发表在《自然纳米技术》上的原始发现的基础上，他们将其称为“Fano共振光学涂层”。

乌戈·法诺的光遗产

这些新材料以意大利物理学家乌戈·法诺(UgoFano)的名字命名，他在20世纪30年代与恩里科·费米(EnricoFermi)合作进行裂变实验。

法诺的独特见解在于“谱线形状”，即分子甚至单个原子能量变化的可视化。斯特兰吉的团队已经能够通过使用薄膜光子学限制连续体中的离散态来操纵这些法诺线形状，即能量。

这项新研究的其他应用多种多样。斯特朗吉说，新的“结构着色”进步将改进计算机显示技术，增加数据存储，改进防伪措施，甚至允许更多的装饰变化。

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