每日科學2011年4月14日報道，一個巨大的、令人驚訝的光電磁效應（magnetic effect of light）被密歇根大學（University of Michigan）研究者發現了，這可能會使太陽能發電不再需要傳統的半導體為基礎的太陽能電池。

　　研究人員發現了一種巨大而奇怪的光磁效應，可能使太陽能發電不再需要傳統的半導體為基礎的太陽能電池。

　　研究者發現了一種方法，可以制作一種“光電池”（ optical battery），斯蒂芬?蘭德（Stephen Rand）說，他是電氣工程和計算機科學以及物理學和應用物理學系的教授。

　　在這個過程中，他們推翻了一個世紀之久的物理學信條。

　　“你可以盯著這些運動方程一整天，你不會看到這種可能性。我們都被教導說，這不會發生，”蘭德說，他寫了一篇論文，發表在《應用物理學雜志》（Journal of Applied Physics）上。“這是一種非常奇怪的互動。這就是為什么它被忽視了100多年。”

　　光具有電和磁性成分（magnetic components）。到目前為止，科學家認為，這種磁場的影響是如此脆弱，以致于可以忽略。蘭德和他的同事們發現，在恰當的強度，光線穿過不導電材料時，光場（light field）所產生的磁效應比此前預期的要高1億倍。在這種情況下，磁場效應（magnetic effects）形成的強度就會相當于一種強電場效應（electric effect）。

　　“這可能會帶來一種新的太陽能電池，不需要半導體，不需要吸收光以產生電荷分離，”蘭德說。“在太陽能電池中，光進入一種材料，被吸收并產生熱。在這里，我們期望有一個很低的熱負荷（heat load）。不是光被吸收，而是能量存儲在磁矩（magnetic moment）中。強磁化的誘發可以采用強烈的光線，然后它最終可以提供一種電容性電源。”

　　使這成為可能的是以前未發現的一種“光整流”（ optical rectification），威廉?費舍爾（William Fisher）說，他是應用物理學博士生。在傳統的光學校正（optical rectification）中，光的電場導致電荷分離，或者分開材料中的正負電荷。這就形成一個電壓，類似電池中的情形。這種電效應以前就已經被發現，但只是在晶體材料中，這種材料具有一定的對稱性。

　　蘭德和費希爾發現，在正常情況下，在其他各種類型的材料中，光的磁場也可以形成光學矯正。

　　“原來，這種磁場一開始就使電子彎曲，形成一種C形狀，它們每次前進一點點，”費舍爾說。“這種C形態的電荷運動既產生電偶極子（electric dipole），也產生磁偶極子（magnetic dipole）。如果我們可以放置很多這種偶極子，排成一排，放在長纖維中，我們就可以制成一個巨大的電壓，通過抽取電壓，我們可以用它作為電源。”

　　光照必須穿過一種不導電材料，比如玻璃。而且光必須聚焦，達到強度為每平方厘米1000萬瓦。陽光本身沒有這樣強，但新的材料正在尋找，這些材料可工作在較低的強度，費舍爾說。

　　“在最近的文章中，我們表明，非相干光（incoherent light）就像陽光，理論上幾乎可以同樣有效地產生電荷分離，就像激光一樣，”費舍爾說。

　　這項新技術可以使太陽能發電更便宜，研究者說。他們預計，采用改進的材料，他們可以實現10%的效率，把太陽能轉換為可用能源。這相當于今天的商用級太陽能電池。

　　“為了制造現代化的太陽能電池，就必須進行廣泛的半導體加工，”費舍爾說。“我們需要的只是透鏡，為的是聚焦光線，也需要光纖來引導它。玻璃的作用就有這兩個方面。它已經批量生產，并不需要太多的加工。透明陶瓷可能會更好。”

　　在今年夏天的實驗中，研究人員將研究開發這種電源，先用激光，然后用陽光。

　　這篇論文的標題是“光誘導電荷分離和太赫茲輻射（terahertz emission）采用無偏電介質。”該大學正在尋求專利，保護這一知識產權。