光伏產(chǎn)業(yè)作為可再生能源領(lǐng)域的生力軍，已成為江蘇增長(zhǎng)最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。然而，目前具有商業(yè)價(jià)值的硅基太陽(yáng)能電池，其基礎(chǔ)材料多晶硅卻屬于高耗能和高污染產(chǎn)品。為此，科學(xué)家考慮研制更多新材料制備太陽(yáng)能電池。
馮曉東介紹說，新型太陽(yáng)能電池使用了廉價(jià)的性能很好的納米二氧化鈦為電池的負(fù)極，然后在納米二氧化鈦上吸附一層對(duì)太陽(yáng)光敏感的有機(jī)染料。這染料就如同樹葉中的葉綠素，在太陽(yáng)光的照射下，會(huì)產(chǎn)生電子，納米二氧化鈦電極則是集結(jié)電子的收集器。這種電池只要有光照，就會(huì)源源不斷地產(chǎn)生電子，將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，而且不會(huì)排放任何廢物。
“這種電池的結(jié)構(gòu)類似‘三明治’，中空是一層納米‘夾心’。”馮曉東說，光電轉(zhuǎn)化的玄機(jī)就藏在這層幾十微米厚的復(fù)合薄膜中。為了讓染料盡可能多“吃”太陽(yáng)光，科研人員別出心裁地撒了點(diǎn)“作料”――一種由納米熒光材料制成的量子點(diǎn)，讓不同波長(zhǎng)的陽(yáng)光都能對(duì)上“捕光手”的“胃口”。相信只要不斷改進(jìn)“配方”，納米“夾心”的光電轉(zhuǎn)化效率就能一次次提高。
“染料敏化電池的最大吸引力在于廉價(jià)的原材料和簡(jiǎn)單的制作工藝。”馮曉東說，這種電池的成本僅相當(dāng)于硅電池板的1／10，它可以為室內(nèi)小型電器提供動(dòng)力，也可以為室外廣告牌提供電力。在高原沙漠地帶，只要在車頂上架個(gè)裝有“人造樹葉”的大篷，就可以為小型汽車提供動(dòng)力，人們不用擔(dān)心汽車缺少燃油，還免除了旅行中額外的輜重。
此外，這種可彎曲并且透明的電池不但收放自如，還能層疊起來，提高太陽(yáng)光的利用率，在航天方面將是宇宙飛船或者衛(wèi)星動(dòng)力的“新寵”。據(jù)悉，東南大學(xué)和南京工業(yè)大學(xué)都在進(jìn)行這種新型太陽(yáng)能電池的研究，專家們正在尋找效率更高的有機(jī)染料，以進(jìn)一步提高“人造樹葉”的光電轉(zhuǎn)化效率。
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