js金沙国际_金沙国际唯一官网

热门关键词: js金沙国际,金沙国际唯一官网
来自 生命科学 2020-03-17 04:54 的文章
当前位置: js金沙国际 > 生命科学 > 正文

js金沙国际美科学家研制效仿有机血管通道的光伏电池

据物理学家组织网近日报道,美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员效仿有机血管系统的通道,创建出可自修复的太阳能电池设备,使得由于阳光中紫外线降解致使性能降低的太阳能电池恢复其性能。该研究结果刊登在《自然》旗下期刊《科学报告》上。

让智能窗户具有发电的能力是未来的发展方向,而科学家们则更进一步,他们将让智能窗户广泛应用在人们的日常生活中。

如果一时不能理解太阳能电池是如何医治自身的,可以看看树的叶子或你的手背。分支血管通道是整个叶片和手用来循环维持生命的营养物质,而这成为激发研究人员建立高效率和低成本太阳能电池的灵感。

染料敏化太阳能电池是模仿光合作用原理,研制出来的一种很薄的柔性材料,可以产生透明的电子电路,将这种材料嵌在窗户里装上墙,该建筑物就可以使用这种窗户供电。总有一天,这种材料将会比现在的太阳能电池板技术更具备优势,但是,由于对分子水平上光敏染料与半导体表面是如何相互作用的缺乏了解,使得该技术至今仍然无法进一步提高效率。

这种染料敏化太阳能电池由水基胶芯、电极及价格低廉的光敏性有机染料分子组成。受激于太阳光线产生电力的染料分子最终会降解而失去效率,这是有机染料型太阳能捕光设备长期稳定运行的主要障碍之一,而模仿植物叶片的再生功能可望解决这一问题。

今年早些时候发表在《Nanoscale》期刊上的一项研究进一步揭示了染料和半导体表面相互作用的机理。来自剑桥大学的科学家们在美国能源部阿贡国家实验室研究出的这项结果,可以帮助研发一项新技术,通过利用窗户的表面产生电能,来帮助城市变得更节能。

研究人员说:叶子的分支网络能够保持其水分和养分含量,于是我们采取类似方式设计太阳能电池的微通道。让在高强度紫外线下呈现无效的光伏电池,通过抽进通道的新鲜染料获得再生,同时从电池循环出精疲力竭的染料分子。这个过程促使设备在多个周期的电力生产中恢复有效性。

该研究模拟了有机染料和半导体表面之间组装完全的太阳能电池窗户,以及其中工作电极的分子结构,该电极为导体,电流将从此经过。敏化染料则吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上,从防晒霜到颜料、食用色素,到处都有二氧化钛的身影。此前的研究已经模拟了组成太阳能电池窗的单个部件的分子结构,但并没有考虑到太阳能电池的每一个部件的化学成分可能对太阳能电池的效率所造成的影响。

新研究赋予了有机染料光伏发电系统微流体再生功能,嵌入式渠道的水凝胶介质通过对流扩散机制,允许光敏试剂快速而均匀的供应。经过一个水洗激活周期,可以更换染料敏化光伏发电系统中的有机成分,恢复光伏性能。

该研究的作者,剑桥大学分子工程研究小组组长Jacqui Cole在一份声明中说道:我们的研究已经证明了某些化学成分能够明显对太阳能电池的光伏性能造成影响,而其中的一些成分此前一直都被忽略了。我们只需要适当地提高这些太阳能电池的性能,就可以使得它们更加具有竞争力,因为价格与性能的关系决定了太阳能电池产业的经济性。与其它太阳能电池技术相比,制造染料敏化太阳能电池的成本非常便宜。

本文由js金沙国际发布于生命科学,转载请注明出处:js金沙国际美科学家研制效仿有机血管通道的光伏电池

关键词: