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美开发新型太阳能电池 一次充电可蓄电数周

导读: 一项来自于加州大学洛杉矶分校的化学专家的研究报告显示,完全可摆脱太阳能发电和蓄电混合系统方案,可通过全新的太阳能电池即可实现发电和蓄电的双重目标,并且这种新型太阳能电池在一次性充电条件下可蓄电长达数周时间。

  缺少价格低廉的大容量蓄电系统是阻碍太阳能发电的一个大难题。现如今标准的太阳能电池的蓄电时间也仅为几微妙而已,因此可以预见的是,今后的太阳能电池板还得依靠电力网络才能发挥作用。这也解释了为何很多绿色能源技术专家将太阳能发电和蓄电混合系统看作是颠覆性科技之母。

  在近期的科学期刊上,一项来自于加州大学洛杉矶分校的化学专家的研究报告显示,完全可摆脱太阳能发电和蓄电混合系统方案,可通过全新的太阳能电池即可实现发电和蓄电的双重目标,并且这种新型太阳能电池在一次性充电条件下可蓄电长达数周时间。

  据了解这种新型太阳能电池并非采用传统的硅原料,取而代之的是一种仿生科技的新型塑料材质,通过模仿植物光合作用原理来工作。加州大学洛杉矶分校化学教授、新型太阳能电池项目高级研究员莎拉·托尔伯特(Sarah Tolbert)表示,“在太阳能发电上,仿生科学表现不错,植物的光合作用的能源效率非常惊人。”

  这项全新的科技有两个基本元素,分别是聚合物供体和纳米级富勒烯(球壳状碳分子)受体。前者吸收阳光并将电子传递给后者,进而产生电流。

美开发新型太阳能电池 一次充电可蓄电数周

图为:聚合物供体和富勒烯(球壳状碳分子)受体结构分布图

  据悉,这种新型的塑料材质被称为有机太阳能电池。其工作原理就好比一碟又长又细推起来的聚合物供体“意大利面”,面条中混杂有一些富勒烯“肉丸”。但是这种结构很难从电池中获得电流,毕竟一些电子有时会跳到“意大利面”里并消失殆尽。于是加州大学洛杉矶分校的研究人员采用了一种全新的结构,将一小撮未煮熟的意大利面条和肉丸精确地摆放在一起,一些富勒烯(球壳状碳分子)“肉丸”被放在“意大利面”里面,而另一些则置于意大利面条外面。结构内的富勒烯“肉丸”从聚合物供体中获得电子并将这些电子抛给外面的富勒烯“肉丸”,这样就能确保长达数周之久高效蓄电能力。在这套新系统里,科学家通过紧密贴近的微处理工艺即可实现内部结构的自组装过程。

  托尔伯特表示:“在光合作用中,曝露在阳光中的植物利用细胞内排列有序的纳米级结构迅速分离电荷。将电子从带正电荷的分子中剥离出来,进而实现正负电荷的完全分离,而这就是光合作用高效的秘密所在。”

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