每日科学2011年4月14日报道，一个巨大的、令人惊讶的光电磁效应（magnetic effect of light）被密歇根大学（University of Michigan）研究者发现了，这可能会使太阳能发电不再需要传统的半导体为基础的太阳能电池。

　　研究者发现了一种方法，可以制作一种“光电池”（ optical battery），斯蒂芬•兰德（Stephen Rand）说，他是电气工程和计算机科学以及物理学和应用物理学系的教授。

　　在这个过程中，他们推翻了一个世纪之久的物理学信条。

　　“你可以盯着这些运动方程一整天，你不会看到这种可能性。我们都被教导说，这不会发生，”兰德说，他写了一篇论文，发表在《应用物理学杂志》（Journal of Applied Physics）上。“这是一种非常奇怪的互动。这就是为什么它被忽视了100多年。”

　　光具有电和磁性成分（magnetic components）。到目前为止，科学家认为，这种磁场的影响是如此脆弱，以致于可以忽略。兰德和他的同事们发现，在恰当的强度，光线穿过不导电材料时，光场（light field）所产生的磁效应比此前预期的要高1亿倍。在这种情况下，磁场效应（magnetic effects）形成的强度就会相当于一种强电场效应（electric effect）。

　　“这可能会带来一种新的太阳能电池，不需要半导体，不需要吸收光以产生电荷分离，”兰德说。“在太阳能电池中，光进入一种材料，被吸收并产生热。在这里，我们期望有一个很低的热负荷（heat load）。不是光被吸收，而是能量存储在磁矩（magnetic moment）中。强磁化的诱发可以采用强烈的光线，然后它最终可以提供一种电容性电源。”

　　使这成为可能的是以前未发现的一种“光整流”（ optical rectification），威廉•费舍尔（William Fisher）说，他是应用物理学博士生。在传统的光学校正（optical rectification）中，光的电场导致电荷分离，或者分开材料中的正负电荷。这就形成一个电压，类似电池中的情形。这种电效应以前就已经被发现，但只是在晶体材料中，这种材料具有一定的对称性。

　　兰德和费希尔发现，在正常情况下，在其他各种类型的材料中，光的磁场也可以形成光学矫正。

　　“原来，这种磁场一开始就使电子弯曲，形成一种C形状，它们每次前进一点点，”费舍尔说。“这种C形态的电荷运动既产生电偶极子（electric dipole），也产生磁偶极子（magnetic dipole）。如果我们可以放置很多这种偶极子，排成一排，放在长纤维中，我们就可以制成一个巨大的电压，通过抽取电压，我们可以用它作为电源。”

　　光照必须穿过一种不导电材料，比如玻璃。而且光必须聚焦，达到强度为每平方厘米1000万瓦。阳光本身没有这样强，但新的材料正在寻找，这些材料可工作在较低的强度，费舍尔说。

　　“在最近的文章中，我们表明，非相干光（incoherent light）就像阳光，理论上几乎可以同样有效地产生电荷分离，就像激光一样，”费舍尔说。

　　这项新技术可以使太阳能发电更便宜，研究者说。他们预计，采用改进的材料，他们可以实现10%的效率，把太阳能转换为可用能源。这相当于今天的商用级太阳能电池。

　　“为了制造现代化的太阳能电池，就必须进行广泛的半导体加工，”费舍尔说。“我们需要的只是透镜，为的是聚焦光线，也需要光纤来引导它。玻璃的作用就有这两个方面。它已经批量生产，并不需要太多的加工。透明陶瓷可能会更好。”

　　在今年夏天的实验中，研究人员将研究开发这种电源，先用激光，然后用阳光。

　　这篇论文的标题是“光诱导电荷分离和太赫兹辐射（terahertz emission）采用无偏电介质。”该大学正在寻求专利，保护这一知识产权。