(上期答案)
太陽能電池就好比樹葉,它們采集陽光,然后再將其轉化為能量。而現在,這兩者的關系超越了相似的層面——太陽能電池已經可以在部分程度上由樹木來制造了。到底植物是怎樣制造出太陽能電池的呢?
來自美國喬治亞理工學院和普渡大學的研究人員已經開發出了新型的高效太陽能電池,而制作電池的材料來源于自然植物,比如隨處可見的樹木。同樣令人驚異的是,這些裝配在纖維素納米晶體(CNC)基板上的太陽能電池在使用壽命結束后可以快速實現回收再利用,只要把他們泡在水里就行了。
研究人員稱,這種有機太陽能電池的功率轉換效率達到了2.7%,這一數字遠遠超過其他使用可再生原材料作為基板的太陽能電池。同時,用來裝配太陽能電池的CNC基板是光學透明的,這使得光線可以穿過它們后再被一層纖薄的有機半導體吸收。等到了回收再利用的環節,只需要在室溫下將太陽能電池浸入水中,不消幾分鐘,CNC基板就會溶解,而電池本身則可以被輕松地分離出來。
“為太陽能技術開發的有機基板愈發成熟,這為工程師們指出了未來的應用方向。但是也要時刻牢記,有機太陽能電池必須同時具備可循環性。假使我們的技術能利用可再生能源來獲取能量卻不能在使用壽命結束后對其進行正確的處理,那么我們就只解決了對化石燃料的依賴這一個問題,甚至可以說我們同時又為自己創造了一個新的難題。”喬治亞理工學院的教授基普倫說。
迄今為止,有機太陽能電池主要都是裝配在玻璃或者塑料基板上的,這兩者無一是易于循環利用的,而且石化材料的基板并不環保。舉例來說,如果用玻璃裝配的太陽能電池在制造或安裝過程中發生了破碎,那么隨之產生的無用材料將難以處理。紙質基板更環保,然而它們的性能表現卻受制于其高度粗糙并且多孔的表面。至此,用木料制作的纖維素納米材料基板的優勢就顯現出來——它們綠色環保,可再生又可持續,而表面粗糙度值僅為2納米。
使用天然產物來制造纖維素納米材料還能為林業發展帶來積極的影響——美國的林產品工業計劃在大規模化生產開始后實現百萬噸級別的產量,而這一切都可能在未來5年內發生。

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