??? 植物體內(nèi)神奇的光合作用，有望幫助人類實(shí)現(xiàn)清潔能源的夢想。記者日前從上海市科委獲悉，華東師范大學(xué)科研人員利用納米材料在實(shí)驗(yàn)室中成功'再造葉綠體'，以極其低廉的成本實(shí)現(xiàn)光能發(fā)電。

??? 葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所，能有效將太陽光轉(zhuǎn)化成化" title="成化">成化學(xué)能。此次，華東師范大學(xué)孫卓課題組并非在植物體外'拷貝'了一個(gè)葉綠體，而是以自然為靈感，研制出一種與葉綠體結(jié)構(gòu)相似的新型電池——染料敏化太陽能電池，嘗試將光能轉(zhuǎn)化成電能。在上海市納米專項(xiàng)基金的支持下，經(jīng)過3年多實(shí)驗(yàn)與探索，這塊仿生太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率已超過10%，接近11%的世界最高水平。
??? 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、華東師大納光電集成與先進(jìn)裝備教育部工程研究中心主任孫卓教授，向記者展示了新型太陽能電池的'三明治'結(jié)構(gòu)——中空玻璃夾著層納米'夾心'，光電轉(zhuǎn)化的玄機(jī)就藏在這幾十微米厚的復(fù)合薄膜中。深入其內(nèi)，納米'夾心'的'配方'十分獨(dú)特：染料充當(dāng)'捕光手'，納米二氧化鈦則是'光電轉(zhuǎn)換器'。為了讓染料盡可能多地'吃'太陽光，科研人員還別出心裁地'撒'了點(diǎn)'佐料'——
??? 一種由納米熒光材料制成的量子點(diǎn)，讓不同波長的陽光都能對上'捕光手'的'胃口'。只要不斷改進(jìn)'配方'，納米'夾心'的光電轉(zhuǎn)化效率就能一次次提高。
??? 說起太陽能發(fā)電，人們并不陌生。以單晶硅或多晶硅" title="多晶硅">多晶硅為主要原料的太陽能電池板正越來越多地點(diǎn)" title="多地點(diǎn)">多地點(diǎn)綴于城市建筑的屋頂、墻壁，成為一座座清潔無污染的太陽能電站。然而，在這種被稱為'綠色電站'的身后，卻隱藏著一系列高能耗、高污染的生產(chǎn)過程。盡管其光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)15%～20%，但受原料價(jià)格和提純工藝的限制，發(fā)電成本始終居高不下。
??? 1991年，《自然》雜志報(bào)道了瑞士科學(xué)家模擬植物光合作用，發(fā)明出世界上第一塊染料敏化太陽能電池的科研成果，其光電轉(zhuǎn)換效率在全光照射下可達(dá)7%～8%，這種新型低成本光伏電池" title="光伏電池">光伏電池很快成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。
??? 有關(guān)專家認(rèn)為，作為第三代太陽能電池，染料敏化電池的最大吸引力在于廉價(jià)的原材料和簡單的制作工藝。據(jù)估算，染料敏化電池的成本僅相當(dāng)于硅電池" title="硅電池">硅電池板的1/10。同時(shí)，它對光照條件要求不高，即便在陽光不太充足的室內(nèi)，其光電轉(zhuǎn)化率也不會受到太大影響。另外，它還有許多有趣的用途。比如，用塑料替代玻璃'夾板'，就能制成可彎曲的柔性電池；將它做成顯示器，就可一邊發(fā)電，一邊發(fā)光，實(shí)現(xiàn)能源自給自足。
??? '當(dāng)然，要大規(guī)模推廣應(yīng)用，染料敏化太陽能電池還存在一些有待攻克的弱點(diǎn)。'孫卓透露，下一步，科學(xué)家們將著手解決此類電池效率隨面積放大而降低的難題，同時(shí)進(jìn)一步延長其使用壽命等。

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