加拿大不列颠哥伦比亚大学研究出细菌太阳能电池

来源:科技日报发布时间:2019-04-25 16:00:24

据加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)官网近日消息,该校研究人员开发了一种便宜且可持续的方法,利用细菌将光转化为能量来制造太阳能电池,这种新电池产生的电流密度比以前此类设备更强,且在昏暗光线下的工作效率与在明亮光线下一样。

研究人员表示,要在北欧和不列颠哥伦比亚省这样阴雨天气比较多的地方广泛采用太阳能电池,这项创新迈出了重要一步。随着技术进一步发展,这类由活体有机物制成——源于生物的(biogenic)太阳能电池效率可媲美传统太阳能电池板内使用的合成电池。

以前建造源于生物的电池时,采取的方法是提取细菌光合作用所用的天然色素,但这种方法成本高且过程复杂,需要用到有毒溶剂,且可能导致色素降解。

为解决上述问题,研究人员将色素留在细菌中。他们通过基因工程改造大肠杆菌,生成了大量番茄红素。番茄红素是一种赋予番茄红色的色素,对于吸收光线并转化为能量来说特别有效。研究人员为细菌涂上了一种可以充当半导体的矿物质,然后将这种混合物涂在玻璃表面。他们采用涂膜玻璃作为电池阳极,生成的电流密度达0.689毫安/平方厘米,而该领域其他研究人员实现的电流密度仅为0.362毫安/平方厘米。

项目负责人、UBC化学和生物工程系教授维克拉姆帝亚˙亚达夫表示:“我们记录了源自生物的太阳能电池的最高电流密度。我们正在开发的这些混合材料,使其可通过经济且可持续的方法制造,且最终效率能与传统太阳能电池相媲美。”

亚达夫相信,这一工艺会将色素的生产成本降低10%。他们的终极梦想是找到一种不会杀死细菌的方法,从而无限地制造色素。此外,这种源于生物的材料还可广泛应用于采矿、深海勘探以及其他低光环境等领域。

总编辑圈点

太阳能,对地球来说,是来自恒星的馈赠。但利用太阳能的一大前提条件是——晴天。问题来了,那些动不动就阴云连绵的地方要怎么办?于是,科学家们在细菌上动起了脑筋,用基因工程改造细菌,让细菌生产能够吸收光线并转化为能量的色素,再把细菌们和矿物质混合起来涂在玻璃表面,变身成“活”的太阳能电池板。这种电池板在昏暗光线下工作效率也不低。这种小生物,为人类解决了大麻烦。以后,搞不好可以在低光环境中玩转太阳能了。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201904/25/306088.html

责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
金泽大学实施钛矿太阳能电池的铅稳定技术实地测试来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-09 16:18:43

东芝能源系统公司主导该项目,长州工业株式会社、电通信大学和金泽大学共同实施。该试验涉及将叠层的钙钛矿太阳能电池与铅稳定技术集成到户外测试模块中。该活动计划于2025年8月8日至2026年12月举行。

复旦大学赵岩&王洋&梁佳Nat Energy:厘米级无富勒烯锡基钙钛矿太阳能电池实现14.51%认证效率来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:33:49

富勒烯基电子传输层常用于锡基钙钛矿太阳能电池以实现高功率转换效率,但其存在成本高、合成复杂、电子迁移率低以及与钙钛矿相互作用有限等问题。该研究展示了非富勒烯ETL在锡基钙钛矿光伏中的潜力。研究亮点:高效率与大尺寸兼备:采用非富勒烯ETL材料P3,实现了小面积16.06%和大面积14.67%的高效率,且均通过第三方认证,为锡基钙钛矿太阳能电池的大面积化提供了可行路径。

苏州大学袁建宇Nat. Commun.:原位熵配体工程实现高效率量子点太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:11:57

本文苏州大学袁建宇等人报道了一种高效的原位熵配体工程策略,使用双磷酸酯来提升有机-无机杂化FAPbI量子点的分散性和电荷传输性能。研究亮点:效率突破:认证效率达18.23%通过DEHP熵配体工程,量子点太阳能电池实现18.68%的最高效率,是目前报道的最高效率之一,彰显该策略在提升器件性能方面的强大潜力。

天津大学叶龙AM:一种通用弹性体增韧剂用于解决高效有机太阳能电池的脆性问题来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:08:39

兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略,使用弹性体SEEPS,其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能,使断裂应变提高超过11倍。

大突破!柔性钙钛矿太阳能电池26.22%!南昌大学陈义旺&胡笑添&上交大颜徐州Nature大子刊!来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-04 14:35:17

柔性钙钛矿太阳能电池实现了高效可弯曲能量转换,为下一代可穿戴设备提供了可能。然而,从实验室原型到工业规模组件的转化进程,受限于印刷过程中钙钛矿胶体颗粒的非均匀沉积,导致光电转换效率下降。

郑州大学张懿强AM:双模式分子调控钙钛矿结晶,实现高效稳定的FAPbI₃太阳能电池与组件来源:知光谷 发布时间:2025-12-04 10:34:21

本研究引入二苯基碳酸酯作为双功能分子调控剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。这种协同调控机制获得了均匀、大晶粒的钙钛矿薄膜,并显著降低了缺陷密度。因此,基于DPC的钙钛矿太阳能电池实现了26.61%的冠军效率,优于对照组器件。

成都理工大学彭强EES: 介电分子桥使26.60%的高效耐用倒置钙钛矿太阳能电池具有高反向击穿电压来源:先进光伏 发布时间:2025-12-02 14:16:40

实验结果表明,F-CPP处理后的钙钛矿薄膜介电常数提升约2倍,器件瞬态反向击穿电压达-6.6V,为银基钙钛矿太阳能电池中的最高值之一。结论展望本研究通过引入F-CPP介电分子桥,成功实现了钙钛矿太阳能电池效率与反向击穿电压的双重突破,首次系统解决了钙钛矿电池在实际应用中的反向偏压稳定性难题。

苏州大学娄艳辉&王照奎Angew:锡钙钛矿太阳能电池中通过费米能级剪裁开创界面配置新策略来源:知光谷 发布时间:2025-12-02 11:42:03

锡基钙钛矿太阳能电池因其环境友好和较高的理论效率而备受关注。本研究苏州大学娄艳辉和王照奎等人设计并合成了一种带有末端甲基硫基的咔唑基膦酸自组装单层,将其引入PEDOT:PSS下方构建复合空穴传输层结构。该结构通过甲基硫基连接确保紧密的界面接触并优化能级对齐,有效抑制复合损失,促进更高效的空穴提取。本工作为界面费米能级剪裁提供了新思路,为高性能TPSCs的发展铺平了道路。

武汉大学方国家Nature Conmmunications:氧化钇工程衬底提高了钙钛矿型太阳能电池的耐用性来源:矿物薄膜太阳能电池 发布时间:2025-11-26 09:00:11

首次明确指出并证实了“惰性”的FTO基底在操作应力下会发生离子扩散,是导致钙钛矿太阳能电池性能衰减的关键但被长期忽视的退化途径。CPD下降表明样品的功函数增加了,功函数增加通常意味着费米能级向下移动更靠近价带。图4.c为碘的信号从钙钛矿层向下方的SnO2和FTO层中渗透。

北京大学周欢萍AM:局部静电相互作用稳定钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-11-21 10:00:14

IDPA具有空间受限的多相互作用位点,能够与八面体建立强烈的局部静电相互作用,诱导钙钛矿晶格压缩。总体而言,本工作展示了局部静电相互作用工程作为一种有前景的策略,可从本质上稳定钙钛矿微观结构,弥合静电调控与结构稳定性之间的鸿沟,并突显了其他三电荷有机分子在推动稳定钙钛矿光电器件方面的广阔潜力。

北京师范大学薄志山NML:非稠环电子受体不对称侧链工程实现18.01%效率!厚膜有机太阳能电池性能突破新纪录!来源:先进光伏 发布时间:2025-11-20 09:32:16

论文概览为提升非稠环电子受体在厚膜有机太阳能电池中的性能,北京师范大学薄志山、李翠红团队与青岛大学刘亚辉、卢浩等合作,创新性地设计并合成了一种具有不对称苯基烷基胺侧链的非稠环电子受体TT-Ph-C6。研究意义提出不对称侧链工程新策略:通过苯基烷基胺侧链实现溶解性与堆积紧密度的平衡。结论展望本研究通过不对称侧链工程成功构建了高性能非稠环电子受体TT-Ph-C6,实现了18.01%的效率与80.10%的填充因子,并在200–300nm厚膜中仍保持领先性能。