纳米颗粒太阳能电池来了，获“全球能源奖”！

2020全球能源奖9月8日揭晓，华人科学家杨培东因开创性地发明了基于纳米颗粒的太阳能电池和人工光合作用，而获得非常规能源奖项。

1、全球能源奖

全球能源奖创立于2003年，每年评选一次，表彰影响地球生命并提供解决能源挑战的技术的杰出研究。从2019 年开始，该奖项按“传统能源”、“非常规能源”和“新能源使用方式”的分类颁奖。

2020 年 9 月 8 日，根据国际能源奖委员会会议的结果，确定了三名 2020 年全球能源奖获得者，分别为：Carlo Rubbia(来自意大利)、杨培东(来自美国的华人学者)、Nikolaos Hatziargyriou(来自希腊)。

杨培东因开创性纳米颗粒太阳能电池和人工光合作用而获得非常规能源的提名。

2、神奇的“液体阳光”

杨培东以硅和细菌为基础，构建纳米“森林”，用来捕捉太阳光，分解二氧化碳分子并产生营养物质。杨培东把他研发的人工光合作用装置称为“液体阳光”，它有望解决能源问题。

2005年，由加州大学伯克利分校的杨培东教授所领军的研究团队，于研发出一种全新的染料敏化太阳能电池 (Dye-sensitized solar cell)，有别于以往随机取向的纳米颗粒薄膜结构，此新器件能使光激发发生在涂有燃料的垂直排列纳米线阵列上。由于纳米线阵列的结构能使电子直接传输到器件的电极上，因而大幅提升太阳能电池的转换效率。

图：器件结构

图：纳米线太阳能电池阵列

而杨教授研究团队更运用此技术来研发人工光合作用系统，将二氧化碳和水转化成燃料。目前许多研究团队也采用了纳米线阵列作为光电极的概念，利用太阳能光电转换技术来研发洁净燃料。

2014 年 4 月 17 日，杨培东团队在人工光合作用方面取得划时代(Game-Changing)的科研成果。有望解决由二氧化碳引起的全球气候变暖这一科学难题。

2016 年，在《科学》杂志发表论文报告了一种将非光合作用的细菌改造成一种可以进行光合作用的系统。

液体阳光是人工光合作用领域的重大突破。因为这项研究，全球领先的专业智能数据信息提供商汤森路透将杨培东列为诺贝尔化学奖的有力竞争者。

杨培东

1971 年 8 月出生于中国江苏省苏州市，纳米材料学家，美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士，加州大学伯克利分校化学系 S.K. 和 Angela Chan 杰出能源教授和化学教授，上海科技大学物质科学与技术学院院长。

1993 年杨培东获得中国科技大学应用化学学士学位;1997 年获得哈佛大学化学博士学位;1999 年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教，先后担任助理教授、副教授、终身教授。

内容参考：世界顶尖科学家论坛、光电技术与测试仪器论坛

责任编辑：大禹