固溶有机晶体被引入了对超光子上转换材料的研究，这种材料可以将当前被浪费的长波长光转化为更有用的短波长光。东京理工大学的科学家们重新审视了一种以前被认为是无光泽的材料方法（使用一种最初为有机发光二极管开发的分子）并取得了卓越的性能和效率。他们的发现为许多新的光子技术铺平了道路，如更好的太阳能电池和氢和碳氢化合物生产的光催化剂。

光是一种强大的能量来源，如果利用得当，可以用来驱动顽固的化学反应，产生电力，并运行光电设备。然而，在大多数应用中，并不是所有波长的光都能被利用。这是因为每个光子携带的能量与其波长成反比，只有当单个光子提供的能量超过某一阈值时，光才会触发化学和物理过程。

这意味着像太阳能电池这样的设备不能从太阳光中的所有颜色中受益，因为它包含了高能量和低能光子的混合物。世界各国的科学家正在积极探索实现光子上转换(PUC)的材料，通过这种材料，较低能量(波长较长)的光子被捕获并重新发射为较高能量(波长较短)的光子。一个很有希望实现这个的方法是通过三重三重湮没(TTA)。这一过程需要结合感光剂材料和湮灭剂材料。敏化剂吸收低能光子(长波长光)并将其激发能量传递给湮灭器，而湮灭器由于TTA而发出高能量光子(短波长光)。

长期以来，为PUC寻找良好的固体材料一直具有挑战性。虽然液体样品可以实现相对较高的PUC效率，但在许多应用中，与液体，特别是那些包含有机溶剂的液体一起工作，是固有的风险和繁琐的。然而，以往制备PUC固体的试验普遍存在晶体质量差、晶体畴小等问题，导致三态激发态传播距离短，PUC效率低。此外，在之前的大多数固体PUC样品中，没有测试连续光照射下的稳定性，实验数据通常是在惰性气体环境中获得的。因此，低效率和材料稳定性不足一直是人们关注的问题。

现在，在最近由日本东京工业大学副教授村上洋一领导的一项研究中，一个研究小组找到了这一挑战的答案。他们发表在《材料视野》杂志上的论文(开放获取)描述了他们如何专注于范德华晶体，这是一种经典材料类别，在寻找高效PUC固体时还没有考虑过。在发现9-(2-萘基)-10-[4-(1-萘基)苯基]蒽(ANNP)(一种最初为蓝色有机led开发的碳氢分子)是一种极好的湮灭剂后，他们尝试将其与铂八乙基卟啉(PtOEP)混合，后者是一种吸收绿光的短敏化剂。

研究小组发现，通过利用van der Waals固溶体的晶体相(pep与ANNP的比例足够低(约1:5万)，可以完全避免感光剂分子的聚集。他们进一步彻底地描述了获得的晶体，并发现了为什么使用ANNP湮灭剂阻止了敏化剂的聚集，而其他现有的湮灭剂在以前的研究中未能做到这一点。此外，该团队生产的固体晶体高度稳定，并表现出杰出的性能，正如村上博士所言:“我们使用模拟阳光的实验结果表明，像透镜这样的太阳集中光学不再需要有效地向上转换地面阳光。”

总的来说，这项研究将范德华晶体带回到PUC的游戏中，作为一种有效的方法来创造杰出的固体材料使用多功能碳氢湮灭器。Murakami博士总结道:“我们在论文中提出的概念证明是追求高性能PUC固体的一个重大技术飞跃，这将在未来开启多种光子学技术。希望这一课题的进一步研究能够使我们有效地将光转化为最有用的形式。”