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纳米太阳能技术

    在2008年2月21日到23日在日本东京举行的世界纳米科技博览会上,来自德国弗劳恩霍夫研究所太阳能研究中心(Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme)的科学家们向世界展示了他们15年来的一项研究成果:由有机颜料通过纳米微粒将太阳能转化为电能的技术。

    颜料是怎样把太阳能转化为电能的呢?首先,这种人工合成、琥珀色的金属有机颜料通过丝印技术被压印到一块块作为托板的玻璃上。当太阳光照射到某一块玻璃上时,有机颜料吸收光线中的能量并从自身的分子结构中分解出电子。作为托板的玻璃之间被注入了含有纳米微粒的钛氧化物半导体电解质。当带负电荷的电子流入这些电解质时,电解质中的纳米微粒便可以将这些电子转移到下一块玻璃中。这样就产生电能。带有这种有机颜料的太阳能电池的精密度非常高。因为两块玻璃之间用来注入电解质的空间必须是完全密闭的,这样才不会造成外界空气对电解质的破坏。针对传统聚合物密闭性不高的缺点,研究中心的科学家们最近还发现了一种玻璃粉末。将它们使用在玻璃板之间,在摄氏600度的温度下,它们会和玻璃板的边缘一起融化并将两块玻璃板之间的空隙完全封闭起来。

    然而,这种有机颜料仍然不能取代常见的太阳能硅电池。因为它只能把接收到的四分之一的太阳能转化成电能。这个转化率与硅电池相比还是太低了。但是有机颜料生产价格比生产硅电池所必需的高纯度硅要低得多。而且将这些有机颜料印到玻璃托板上的成本也不高。因此弗莱堡的科学家们认为,这种太阳能有机颜料在未来还是很有前景的,并且将在未来两三年内将这一科技运用在实际产品的研发项目上。发电将只是这些产品的次要功能。产品的重点将被放在如何美化建筑的外观上。“我们可以把带有有机颜料的发电机装到建筑的玻璃墙面上,而不是装到屋顶上。”这项新技术的主要负责人辛旭(A. Hinsch)说。这样,美丽的墙面不仅仅可以为室内挡住过强的阳光,而且也间接地节省了能源,比如夏天使用空调所需要的电力。在实验室条件下,有机纳米太阳能电池已经通过了上千次不同天气状况下的稳定性试验。但是,两三年后,真正的用于实践的产品是否也能经得起考验,大家还要拭目以待。
 

 

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