美科学家：太阳能电池板做成绿色能效更高

有没有想过太阳能电池板为什么只有黑色或者蓝色当然答案很简单这是因为太阳能面板所采用的材料晶体硅和碲化镉是蓝色或者黑色但是一个来自美国加州大学的科学家团队的最新实验结果表明太阳能电池板如果做成绿色将会获得更高能效

从植物颜色获取灵感

加州大学助理教授Nathan Gabor在一次偶然的情况下得到了这个想法在一次学术研讨会上我陷入沉思物理学家总是能够解释为什么天空是蓝色的于是我想为什么植物是绿色的呢

Gabor发现对于这个问题尽管学界有不少设想然而没有一个能够被证实是正确的

一般情况下如果一株植物想尽可能吸收太阳能吸收太阳光谱中的绿色光是最佳选择因为太阳光中绿光的能量最高然而绝大多数植物并不吸收绿光而是反射绿光这是因为在太阳光谱里绿光很多但很不稳定对植物而言它们并不喜欢绿光因为绿光很难稳定地转化能量

对于绿光植物是拒绝的它们将绿光反射掉所以植物看起来都是绿色的

太阳能电池板做成绿色的原因

绿色的植物反射太阳光中的绿光目的是希望稳定地转化能量这无疑与太阳能电池板所面临的困境极为相似因无法稳定地转化电能从而影响发电效率

众所周知太阳能电池发电的过程往往是这样的当太阳能电池里的分子吸收太阳光时某些电子的能量等级开始提升分子并不能控制这些能量所以它将电子转移到不同的分子从而形成电流如果电流不稳定那发电效率则无从谈起

Gabor教授认为太阳光线中的绿光非常充裕然而对植物或者太阳能电池来讲绿光并不受欢迎电池板在某种特定波长吸收的光线越多信号就越波动从而让吸收能量变得低效总之绿光虽强但极不稳定太阳能面板如果想要提高效率必须避开绿光

与此同时Gabor和他的团队认为提高太阳能电池发电效率的最佳途径是吸收两种不同颜色的太阳光并且两种颜色都不要包含绿色

实验结果

根据此种理论他们设计了一种太阳能电池该电池能避开太阳光线中的绿光

在实验中他们发现当不同波长的太阳光数量发生改变时太阳能电池吸收一种光线多而另一种光线少从而实现了能量的稳定输出

最终该电池实现了有效调节自身能量的输入与输出起到提高太阳能电池板发电效率的效果实验结果与他们此前的预测惊人一致

这篇有意思的论文叫《绿色量子光电池中能量流的自然调控》已发表在顶级科技期刊《美国化学协会杂志》（ACSJournal）的纳米研究板块

如果该太阳能电池最终能从实验室走向市场那么在不远的将来我们所见到的太阳能电池板可能就不再是黑色或者蓝色而是像植物一样的绿色了