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[未来科学] 太阳能电池也能安装在柔软的衣服上
加州大学柏克莱分校的化学家发明了一个新的方法,可以将塑胶太阳能电池涂在物体的表面上,便可以对可携式电子设备及其他低耗电量电子设备提供电力。

这个研究团队的塑胶太阳能电池的能量转换效率是1.7%。相较之下,一般市面上商品化的太阳能电池的能量转换效率为10%,而目前最好的太阳能电池的能量转换效率为35%。

加州大学柏克莱分校的教授A. Paul Alivisatos说:「虽然目前的能量转换效率不及10%,但这项科技具有潜力,我们会设法提高能量转换效率。」

博士后研究员Janke J. Dittmer说:「这项科技的美妙之处在于可以在柔软的塑胶上放置太阳能电池,这将可以开发许多新颖的应用,如在柔软的衣服上放置太阳能电池,以便驱动LED灯或是简易的微电脑。」

他们所开发的太阳能电池是将奈米棒(nonorods)与有机高分子或塑胶混合在一起。这个混合物其上、下均与电极接触,中央的混合物其厚度为200nm,形成「电极-混合物-电极」的三明治结构。这个元件可提供0.7Vote的电压。其制造过程容易,可以在室温进行。不像现在商品化的太阳能电池,必须在无尘、真空的环境下生产。

Alivisatos说:「现在高效率的半导体太阳能电池必须在无尘、真空的环境下进行生产,制造过程繁琐。而且由于必须在特制的环境中生产,所以半导体太阳能电池的尺寸也较小。」

他们用化学方法制作仅含100到100,000个原子的奈米棒。由于奈米棒的尺度很小,所以必须用量子力学来诠释奈米棒的物理特性。

实验方法与机制
他们以硒化镉(cadmium selenide)制作奈米管,并且尽量将奈米棒的直径缩小,长度增加。目前的成果是:「直径:7nm﹔长度:60nm」。接着将奈米管与高分子P3HT(poly-(3-hexylthiophene))混合在一起。然后将此混合物涂布在透明的电极上,形成一层薄膜,薄膜的厚度是200nm。最后以铝与薄膜接触,当成另一个电极。

奈米管的角色就像是导线,当薄膜吸收阳光,便产生电子与电洞,电子循着奈米管行进,直到接触铝电极为止。而电洞就朝另一方向行进,直到接触电极为止。

未来的发展
将有机高分子与无机半导体混合在一起的好处是可以一起保有两者的优点。无机半导体具有极佳的电性﹔有机高分子则可以在室温制备,降低制作太阳能电池的成本,并可以将溶液涂布在柔软的基版上,包括塑胶。

英国伦敦Imperial College的教授Keith Barnham说,迟早有一天,此种电池的能量转换效率将会提升至10%。


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献花 x0 回到顶端 [楼 主] From:台湾台湾固网 | Posted:2006-04-13 22:31 |

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