劍橋大學的科學家們在永續能源領域取得了重大進展，他們在某種有機半導體中揭示了一種前所未見的量子機制。這項發現於 2025 年 10 月 15 日正式公佈，極有可能徹底簡化並大幅降低太陽能電池板的製造成本。這項創新的核心在於，特定的有機分子展現出近乎理想的光能轉電能效率，其運用的量子行為過去一直被認為是無機金屬氧化物所獨有的特性。
這支由化學系與物理系專家組成的研究團隊，將研究焦點集中於一種名為 P3TTM 的有機自旋自由基半導體。這種化合物的關鍵特徵是每個分子都帶有一個不成對的電子，這賦予了它獨特的磁性與電學性質。當 P3TTM 分子形成薄膜時，它們的自由電子會開始有規律地相互作用，這種現象與凝聚態物理學中的基礎概念——莫特-哈伯德絕緣體（Mott-Hubbard insulator）——的概念相呼應。
弗里德爵士教授（Professor Sir Richard Friend）及其同事，包括雨果·布朗斯坦教授（Professor Hugo Bronstein）在內，觀察到光子被吸收後，會立即引發一個電子「跳躍」到相鄰分子。這個過程自然地產生了一對相反的電荷——正電荷與負電荷，隨後這些電荷便能以電流的形式被提取出來。此一現象成功克服了傳統有機光伏電池的根本限制：過往為實現有效的電荷分離，必須依賴複雜的電子供體和受體「三明治」結構。
根據 P3TTM 薄膜所製造的實驗性太陽能電池，其光電轉換效率接近百分之百，這意味著幾乎每一個被吸收的光子都能轉化為有效的電能。這項成就為開發更簡單、更輕便、更具經濟效益的太陽能電池板鋪平了道路。值得一提的是，這項發現的時間點，恰逢莫特爵士（Sir Nevill Mott）誕辰 120 週年紀念日附近，他的研究奠定了固體中電子相互作用理解的基礎，使得這次量子效應的發現更具象徵意義。
科學家們認為，這不僅僅是一項技術上的精進，更是全球轉向可再生能源背景下，推動太陽能解決方案更廣泛應用的絕佳契機。這種全新且自給自足的機制，有望超越先前有機模組所創下的最高效率紀錄，為創造出可整合到幾乎任何表面上的柔性、超薄且多功能的能源裝置，開啟了無限的可能性與廣闊的前景。