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[趣味化学]有机化的太阳能
时间:2006年03月30日07:30 我来说两句(0)  

 
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  人类对于再生性能源的需求在石化原料日渐耗尽的同时日受重视。太阳能利用是个源源不绝的绝佳能源替代方案,因为每天太阳投射到地球表面的能量大于地球所需的一万倍以上。

  最近美国新泽西州,Murray Hill的贝耳实验室发展出了一种新的技术制造太阳能电池,可以使太阳能的利用更有效率以及便宜。
以往由于太阳能电池的价格昂贵,不能广泛的被大型工业所采用。仅有少数多千瓦电力供应的太阳能电池存在于美国、日本与欧洲。这些电厂发电都无法像传统燃烧煤炭、天然气与石油一般的便宜。

  过去的技术与经验在太阳能电池的发展上必须利用硅芯片来捕获太阳能,因为价格昂贵而无法被广泛的使用。至目前为止大多数的太阳能电池仅能在小型家用电器上,离真正被工业利用尚有一大断的距离。

  目前对于降低太阳能电池价格的发展分成两个方向,一边是致力于光线的获取并增加转换效率,另一边则是专注于制造更现代的高效率电池,开发更便宜的物质或降低制程的成本。贝尔实验室的科学家J. Hendrik Schon 与他的工作伙伴利用一种含碳基的有机物质pentacene来取代太阳能电池中的硅。Pentacene是一种很具潜力的半导体物质,因为当它吸收了光线后的光电转换过程中,能同时传导正与负电荷的两种粒子(electrons and holes)。

  研究人员制把pentacene放在一个透明的电极上,另一边则是半导体物质氧化锌,一份白金或者其它的传导物质中,犹如是个三明治般的将pentacene 夹在中间,他们并且发现界面的空隙中假如有少量的溴存在,Pentacene太阳能电池的效率会更佳。

  Pentacene晶体薄膜的制造必须利用蒸气沉淀法才能大量制造。Pentacene 太阳能电池的最佳光电转换效率是4.5%,听起来似乎不是很让人满意,但是传统贵重的商用硅电池其效率也不过两倍于此。虽然pentacene太阳能电池效率不高,但是pentacene的薄膜可以涂抹在塑料的表面上以增加价格的便宜,可以弯曲的特性更可在大范围的区域上使用。因此低效率的缺点便经由这样的特性而得以抵销。

  有机物化制造光电池的结果,将使得太阳能的利用变得更便宜与充满前景。

  原始论文

  Schon, J. H., Kloc, Ch. & Batlogg, B. (2000). Efficient photovoltaic energy conversion in pentacene-based

 

 

 来源:化学园地

(责任编辑:汪春)


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