技術|染料敏化太陽能電池

2021-02-25 染料

 「我們的想法是，染料吸光，用一種蛋白質能捕獲染料產生的電子，然後朝著一個方向傳輸電子，從而產生電流，」佩雷拉說。

堪薩斯州立大學(Kansas State University)研究生的一項研究成果表明，即使是替代能源技術，有時也可以更環保一點。

阿姚米·佩雷拉(Ayomi Perera)是斯裡蘭卡(Sri Lanka)的化學博士生，他的工作是在化學教授斯特凡·博斯曼(Stefan Bossmann)指導下，改進染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cells)。這種電池是一種太陽能技術，使用染料，從陽光中吸收能量，製成一種替代能源產品，可取代化石燃料，而且更環保。

「染料敏化太陽能電池具有吸光染料，已經存在20多年，但它的最高效率一直停留在接近11%的地方，已經有一段時間，」佩雷拉說。「因此，這個想法是，不僅要努力提高效率，也要努力使這項技術更環保。」

為了使這種太陽能電池更環保，更高效，佩雷拉開始採用一種細菌，就是土垢分枝桿菌(Mycobacterium smegmatis)。土垢分枝桿菌是一種類型的病原體，可能會導致疾病，如肺結核。佩雷拉正在使用一個菌種，完全無毒，而且見於土壤和玉米片中。它也產生蛋白質MspA，可以進行很多應用，只需經過化學純化。

純化後，佩雷拉使蛋白質結合一種合成染料，這種染料毒性低於傳統的染料。這種蛋白質與染料的混合物塗到單個太陽能電池上，組裝時，形成大型太陽能電池板，然後，在測試時，採用人工太陽光測量能量輸出。

 雖然這種新的染料敏化太陽能電池目前沒有改進這種技術的光電轉換性能，但是，這種技術是這類型中的第一種，有助於使低成本太陽能電池成為更可行的選擇，用於替代能源領域。

「這種類型的研究具有可生物降解的環保組件，用於太陽能電池內，這在以前沒有做過，這項研究現在仍然處於早期階段，」佩雷拉說。「但是，我們已經注意到，它很有效，這意味著，在這種光電生成條件下，蛋白質不會分解。正因為如此，我們相信，我們實際上已經製成首款包含蛋白質的太陽能電池。」

來源：網絡

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