南京加紧研制新型太阳能电池 “人造树叶”能发电

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薄如蝉翼，可以随意弯曲，吸收阳光即能发电――在日前举行的2009南京市科协年会上，南京工业大学冯晓东教授透露，受光合作用启发，专家们正着手研制一种与叶绿体结构相似的新型电池――染料敏化太阳能电池。这种状如“人造树叶”的电池可将光能转化成电能，并且实现真正的“零排放”。

　　光伏产业作为可再生能源领域的生力军，已成为江苏增长最快的高新技术产业之一。然而，目前具有商业价值的硅基太阳能电池，其基础材料多晶硅却属于高耗能和高污染产品。为此，科学家考虑研制更多新材料制备太阳能电池。

　　冯晓东介绍说，新型太阳能电池使用了廉价的性能很好的纳米二氧化钛为电池的负极，然后在纳米二氧化钛上吸附一层对太阳光敏感的有机染料。这染料就如同树叶中的叶绿素，在太阳光的照射下，会产生电子，纳米二氧化钛电极则是集结电子的收集器。这种电池只要有光照，就会源源不断地产生电子，将光能直接转化为电能，而且不会排放任何废物。

　　“这种电池的结构类似‘三明治’，中空是一层纳米‘夹心’。”冯晓东说，光电转化的玄机就藏在这层几十微米厚的复合薄膜中。为了让染料尽可能多“吃”太阳光，科研人员别出心裁地撒了点“作料”――一种由纳米荧光材料制成的量子点，让不同波长的阳光都能对上“捕光手”的“胃口”。相信只要不断改进“配方”，纳米“夹心”的光电转化效率就能一次次提高。

　　“染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。”冯晓东说，这种电池的成本仅相当于硅电池板的1／10，它可以为室内小型电器提供动力，也可以为室外广告牌提供电力。在高原沙漠地带，只要在车顶上架个装有“人造树叶”的大篷，就可以为小型汽车提供动力，人们不用担心汽车缺少燃油，还免除了旅行中额外的辎重。

　　此外，这种可弯曲并且透明的电池不但收放自如，还能层叠起来，提高太阳光的利用率，在航天方面将是宇宙飞船或者卫星动力的“新宠”。据悉，东南大学和南京工业大学都在进行这种新型太阳能电池的研究，专家们正在寻找效率更高的有机染料，以进一步提高“人造树叶”的光电转化效率。