从植物中获得灵感:变革太阳能电池储能技术

作者: 徐寒易 编译

来源: 科技投资圈(kejitouzi)公众号

发布日期: 2015-08-27

加州大学洛杉矶分校的化学家发明了一种新技术,能够将太阳能储存几周,灵感来源于植物的光合作用。新设计使用聚合物给体和富勒烯受体,有序排列成分,提高太阳能电池的储能效率,且更环保。

目前居民屋顶的太阳能板每次只能储存几微秒的太阳能。一种由加州大学洛杉矶分校化学家发明的新技术能够将太阳能储存几周——这是一种能够改变太阳能电池设计的重大进展。此项研究结果发表在《科学》杂志上。新设计灵感来源于植物的光合作用。“生物通过阳光来产生能量的方式很棒。”文章作者之一,加州大学洛杉矶分校化学教授Sarah Tolbert解释道,“植物用非常高的效率来进行光合作用转化太阳能。

”一般的屋顶太阳能电池使用硅这种比较昂贵的材料来从阳光中获取能量。目前有用塑料来制造廉价电池的驱动力。但是由于被分离的正负电荷在输出电能前又重新结合,因此目前的塑料太阳能电池效率不高。加州大学洛杉矶分校制造的新系统中起到主要作用的是一种聚合物给体以及一种纳米级别的富勒烯受体。聚合物给体能够吸收阳光并将电子传递给富勒烯,电能就是在这个过程中产生的。

新技术将这些成分有序排列——就像一把生意面和精确穿插其中的肉丸一样。一些富勒烯“肉丸”在聚合物给体形成的环抱中,另一些则在外侧。环抱中的富勒烯将电子从聚合物中分离然后“丢”给外侧的富勒烯。通过这样的方式,电子能够脱离聚合物存在几周的时间。新设计比现在的一般设计更环保,因为材料可以在水中,而不是目前惯用的有毒有机溶剂中进行组装。研究人员已经开始研究如何将这种新技术应用于目前的太阳能电池中。

文章另一位作者,加州大学洛杉矶分校的化学教授Yves Rubin评价道:“我们还没有在真正的太阳能设备中测试这种材料。但解决方法全在这儿了。如果我们能把它们组装起来做成一个闭合电路时,我们就真的成功了。”

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