马里兰大学巴尔的摩县分校的研究员Lahari Saha正在开发一种提高太阳能电池板效率的新方法。她的研究涉及利用植物通过叶绿素等生物分子将阳光转化为化学能的能力,这些分子在捕获阳光并将其转化为能量方面非常出色。
目前的太阳能电池板效率低下,含有有毒物质,一种利用叶绿素等植物分子的不同方法可能会导致改进。
我们目前的太阳能电池板效率不高;它们只能将大约20%的太阳能转化为电能。因此,为了产生大量电力,面板需要大量空间 - 有时会导致森林被砍伐或农场被太阳能取代。如果太阳能电池板效率更高,那么更小的电池板可以产生相同数量的电力,并且不会占用那么多土地。
为了制造更高效的太阳能电池板,马里兰大学巴尔的摩县分校Chris D. Geddes教授的实验室中的Lahari Saha正在努力以独特的方式发电 - 利用植物的能力将阳光转化为化学能使用生物分子,如叶绿素,擅长吸收阳光。Saha将在加利福尼亚州圣地亚哥举行的年度生物物理学会会议上展示她的工作。
他们的目标是利用生物分子来制造电力,然后可以收集并用于为设备供电或存储在电池中以备后用。该过程涉及利用分子的荧光。“任何一种会发出荧光的分子都会发光。如果我们激发荧光团,它可以将其能量转移到金属纳米颗粒上,如果颗粒彼此足够接近,它们将敲掉电子并产生电流,“Saha解释说。Saha解释说,这个过程不仅限于发出荧光的分子,它们只需要对叶绿素、β-胡萝卜素或叶黄素等光的高吸收率。这些中的每一个都相对便宜且易于从植物中提取。
这种基于荧光的太阳能电池板的另一个好处是更容易回收。目前,太阳能电池板依赖于硅等昂贵的材料,并含有可能有毒的元素,包括铅和镉 - 在大多数州,太阳能电池板在处理它们时被视为危险废物。但Saha希望她的太阳能电池板主要是植物分子和其他相对普遍的材料,如铜,使它们在时机成熟时更容易回收。此外,通过选择寿命更长的材料,她希望太阳能电池板在处理它们之前能持续更长时间。
但萨哈的首要目标是制造更高效的太阳能电池板,“这样它就不会有那么大的足迹,”她说。她希望她的小型太阳能电池板能够使农场能够最大限度地提高粮食产量而不是发电量,并保持森林的保护。