像樹(shù)葉一樣“零排放”
光伏產(chǎn)業(yè)作為新能源領(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。但是，作為清潔能源代表的硅太陽(yáng)能電池，產(chǎn)業(yè)鏈上游的硅原料生產(chǎn)卻是高能耗和高污染產(chǎn)業(yè)。為此，科學(xué)家已著手研制用更多新材料制備太陽(yáng)能電池。
南京工業(yè)大學(xué)教授馮曉東向記者介紹，其中一種新型太陽(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，所以叫染料敏化太陽(yáng)能電池。它制作的原材料簡(jiǎn)單易得，工藝并不復(fù)雜，功能如同于一片樹(shù)葉，所以被形象地稱(chēng)為“人造樹(shù)葉”。
和樹(shù)葉相比較，染料敏化太陽(yáng)能電池中所使用的染料，就如同樹(shù)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。這種電池只要在光照下，就會(huì)源源不斷地產(chǎn)生電子，將光能直接轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能，而且不會(huì)排放任何廢物。
薄如蟬翼，可隨意彎曲
據(jù)悉，由于二氧化鈦具有較好的可見(jiàn)光透過(guò)率，所以這種“人造樹(shù)葉”幾乎是透明的，薄如蟬翼而且可以隨意彎曲，隨著材料和器件結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)，這種神奇“樹(shù)葉”的商業(yè)化前景非常樂(lè)觀(guān)。
專(zhuān)家介紹，這種透明的“樹(shù)葉”如果做成大面積的，有可能代替玻璃，只要接收光照，就可以為室內(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(chē)頂上架個(gè)裝有“人造樹(shù)葉”的大篷，就可以為小型汽車(chē)提供動(dòng)力，人們長(zhǎng)途旅行時(shí)就不用擔(dān)心汽車(chē)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(lái)，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。
專(zhuān)家正著手提高其轉(zhuǎn)化效率
馮曉東介紹，和其他類(lèi)型的太陽(yáng)能電池相比較，染料敏化太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率雖然不是最高的，但是它制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，能達(dá)到很高的性?xún)r(jià)比，成本只有硅電池的五分之一到十分之一，所以目前國(guó)內(nèi)外都有科學(xué)家在進(jìn)行相關(guān)研制，但普遍存在的問(wèn)題是光電轉(zhuǎn)化率較低。“太陽(yáng)能的光譜很寬，但現(xiàn)在染料‘捕光’的能力比較弱，只能吸收太陽(yáng)能中的可見(jiàn)光，大量的紅外光等不能被吸收，這是很大的浪費(fèi)。”
現(xiàn)在，高校專(zhuān)家們正著手這種新型太陽(yáng)能電池的研究。而南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在化工領(lǐng)域有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，憑借這種優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)家正在尋找效率更高的有機(jī)染料，使不同波長(zhǎng)的陽(yáng)光都能被“染料”抓住，進(jìn)一步提高其光電轉(zhuǎn)化效率。
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