本报上海4月17日电(记者曹继军通讯员汤涛)植物体内神奇的光合作用,有望帮助人类实现清洁能源的梦想。华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功“再造”“叶绿体”,以低廉的成本实现光能发电。
叶绿体是植物进行光合作用的场所,能有效将太阳光转化成化学能。此次,课题组并非在
项目负责人、华东师大纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心主任孙卓教授,向记者展示了新型太阳能电池的“三明治”结构――中空玻璃夹着层纳米“夹心”,光电转化的玄机就藏在这层几十微米厚的复合薄膜中。深入其内,纳米“夹心”的“配方”十分独特:染料充当“捕光手”,纳米二氧化钛则是“光电转换器”。为了让染料尽可能多“吃”太阳光,科研人员还别出心裁地撒了点“佐料”――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”。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。
1991年,《自然》杂志报道了瑞士科学家模拟植物光合作用,发明出世界上第一块染料敏化太阳能电池,其光电转换效率在全光照射下可达7%-8%,这种新型低成本光伏电池很快成为世界范围内的研究热点。据估算,染料敏化电池的成本仅相当于硅电池板的1/10。同时,它对光照条件要求不高,即便在阳光不太充足的室内,其光电转化率也不会受到太大影响。当然,要大规模推广应用,染料敏化太阳能电池还存在一些有待攻克的“弱点”。孙卓教授介绍说,有待解决的难题是电池效率随面积放大而降低和使用寿命等。
