但是现在,全新的太阳能技术已崭露头角。新技术的突破性进展在于模拟自然界的光能利用方式,生物体数十亿年来无论晴雨,一直都在使用这种方式——光合作用。
初看之下,光合作用似乎并不是一种有前途的能量来源。毕竟,光合作用在自然界中的首要功能是把二氧化碳和水分转化为碳水化合物。但是在这个转化过程中,植物利用光能迫使水分子释放出电子。当电子流动起来,就形成了电流。
数十年来,科学家们一直试图把光合作用的这一关键特性转变为电力来源。现在研究者们终于成功了,他们已经创造出了商业上可行的试验样机。
人们为这种新的“染料敏化电池”(DSC)感到兴奋。其发明者是瑞士洛桑市苏黎世联邦理工学院的迈克尔·格雷策尔(MichaelGratzel)教授,因此这种电池也常被称为“格雷策尔电池”。自20世纪70年代初,格雷策尔及其同事就在设法模拟植物,将阳光转化为电流。
他们早期研究工作的重点是将叶绿素和钛氧化物结合起来,叶绿素是植物中吸收阳光的绿色染料,而钛氧化物则是一种廉价的化合物,有着与硅类似的导电能力。最初的实验结果令人失望,他们制作的电池仅能将光能的0.01%转化为电能。但是在80年代末,格雷策尔等人用一种更高效的染料替代了叶绿素,并将它与另一种形式的钛氧化物结合在了一起,结果转化效率提升了数百倍。突然间,硅太阳能电池不再是一家独大了。
自此之后,格雷策尔和世界各地的研究团队都在试图使DSC电池具备商业上的可行性。研究者们将转化率提升到了10%,再加上廉价的原材料和较低的制造成本,新型的DSC电池颇具竞争力。更棒的是,DSC电池具有类似于植物的特性,可以在阴天和室内正常工作,而传统的光伏电池则需要强烈的光照。
DSC电池可以被染色,甚至可以是透明的,因此可以用于制作可发电的窗户。2010年,DSC电池的巨大发展潜力得到了科技界的认可,格雷策尔教授成为第四位千年技术奖得主,并获得80万欧元的奖金。万维网的发明者蒂姆·伯纳斯-李也曾获此殊荣。
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