華師大研制出仿生太陽能電池 接近世界最高水平

    日前，華東師范大學科研人員利用納米材料在實驗室中成功“再造”葉綠體，以極其低廉的成本實現光能發電。

    葉綠體是植物進行光合作用的場所，能有效將太陽光轉化成化學能。此次課題組并非在植物體外“拷貝”了一個葉綠體，而是研制出一種與葉綠體結構相似的新型電池———染料敏化太陽能電池，嘗試將光能轉化成電能。在上海市納米專項基金的支持下，經過3年多實驗與探索，這塊仿生太陽能電池的光電轉化效率已超過10％，接近11％的世界最高水平。

    項目負責人、華東師大納光電集成與先進裝備教育部工程研究中心主任孫卓教授展示了新型太陽能電池的“三明治”結構———中空玻璃夾著一層納米“夾心”，光電轉化的玄機就藏在這層幾十微米厚的復合薄膜中。納米“夾心”的“配方”十分獨特：染料充當“捕光手”，納米二氧化鈦則是“光電轉換器”。為了讓染料盡可能多“吃”太陽光，科研人員還別出心裁地撒了點“佐料”———一種由納米熒光材料制成的量子點，讓不同波長的陽光都能對上“捕光手”的“胃口”。只要不斷改進“配方”，納米“夾心”的光電轉化效率就能一次次提高。

    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的原材料和簡單的制作工藝。據估算，染料敏化電池的成本僅相當于硅電池板的1／10。同時，它對光照條件要求不高，即便在陽光不太充足的室內，其光電轉化率也不會受到太大影響。另外，它還有許多有趣用途。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，就可一邊發電，一邊發光，實現能源自給自足。