美媒稱, 想像一下吧, 再也不必為手機、電子閱讀器、平板電腦充電啦!
據美國《科學》週刊網站4月23日報導, 研究人員報告說, 他們發明了一種效率極高的太陽能電池, 可以利用室內和陰天戶外的散射光發電。 利用這種太陽能電池有一天也許可以研製出能夠不斷充電的裝置, 無需再插上插頭充電了。
報導稱, 散射光太陽能電池並不是什麼新鮮事, 但最好的散射光太陽能電池需要使用昂貴的半導體。 1991年瑞士洛桑聯邦理工大學的化學家邁克爾·格雷策爾發明了所謂的染料敏化太陽能電池, 這種電池在弱光下效果最好,
報導稱, 染料敏化太陽能電池的工作原理也稍異於標準的矽太陽能電池。 在標準的矽太陽能電池中, 電池吸收的太陽光會將矽原子中的電子踢至較高的能量水準, 使它們能夠跨越鄰近原子, 移動到帶正電荷的電極。
但染料敏化太陽能電池有所不同。 這種電池也有兩個電極, 分別收集負電荷和正電荷, 但在這種電池的中間部位, 除了矽之外, 還有一種不同的電子導體, 通常為一些二氧化鈦顆粒。 不過, 二氧化鈦吸收光的能力較弱。 因此, 研究人員在這些二氧化鈦顆粒的表面塗上具有出色的光吸收能力的有機染料分子。 被吸收的光子將這些染料分子上的電子和空位啟動,
染料敏化太陽能電池的問題是空位在電解液中移動的速度不夠快, 導致空位在染料和二氧化鈦顆粒附近堆積。 如果一個被啟動的電子碰上一個空位, 它們便會結合, 釋放出熱能而不是電能。
報導稱, 為了解決這個問題, 研究人員努力稀釋電解液, 使空位能夠迅速抵達目標。 但只要被稀釋的電解液稍許有一點不完美, 就會導致短路, 使整個太陽能電池報廢。
現在, 格雷策爾和他的同事們找到了一種可能的解決方案。 他們設計了一種染料與能夠傳導空位的分子的結合物,
美國西北大學的化學家邁克爾·瓦西萊夫斯基說:“這是一個真正了不起的進步。 ”雖然目前這一新裝置還只能將13.1%的直射太陽光轉化成電能, 但瓦西萊夫斯基指出, 由於對散射光的利用效率提高了近20%, 因此有希望找到新辦法提高該裝置在太陽直射情況下的效率。
報導稱, 由於染料敏化太陽能電池的造價遠遠低於矽太陽能電池,