中國科學(xué)家研發(fā)出雨天也能發(fā)電的太陽能電池

作為人類“理想型”能源的太陽能，依靠著電池技術(shù)改變了獲取能源的傳統(tǒng)方式。但這一技術(shù)卻受制于太陽能的最大軟肋—天氣因素，太陽能電池?zé)o法在不理想的天氣情況下輸出最優(yōu)功率。

雖說雨水可以沖洗掉太陽能電池上阻礙光線照射的灰塵或污垢，相對(duì)起到了提高效率的作用，但“我們想要開發(fā)出一種陽光和雨水都可觸發(fā)的太陽能電池”。該研究的領(lǐng)頭人中國海洋大學(xué)材料科學(xué)家唐群委說。

3月21日，中國海洋大學(xué)（青島）與云南師范大學(xué)（昆明）的科研團(tuán)隊(duì)在德國期刊《應(yīng)用化學(xué)》（國際版）上發(fā)布研究報(bào)告詳細(xì)闡述了這項(xiàng)成果，為了使雨水也能產(chǎn)生電能，研究人員在高效染料敏化太陽能電池表面上覆蓋了一層石墨烯薄膜。

眾所周知，“萬能石”石墨烯是一種碳原子呈蜂窩狀排列組合成的二維晶體，與它具備的許多其他優(yōu)勢(shì)相比，石墨烯以其卓越的導(dǎo)電性而聞名，其表面富含大量離域電子（即自由移動(dòng)的電子），在遇水的情況下，石墨烯的電子可吸引正電荷離子，即我們熟知的路易斯酸堿電子理論，這一屬性也可用于去除溶液中的鉛離子和有機(jī)染料。

該科研團(tuán)隊(duì)受此啟發(fā)，使用石墨烯薄膜來從雨水中獲取電能。要知道，雨水并不是毫無雜質(zhì)的純凈水，其中含有能分離成正負(fù)離子的鹽分，其中正電荷離子主要為鈉離子、鈣離子與氨鹽基。據(jù)外媒《IEEE綜覽》報(bào)道，為了巧妙利用這些化學(xué)成分，科學(xué)家選用了能夠吸引正離子的石墨烯薄膜，在雨水與石墨烯的接觸點(diǎn)上，這些成分會(huì)被吸附到石墨烯表面，這層帶正電的離子層會(huì)與石墨烯的負(fù)電電子結(jié)合，形成一個(gè)電子與正電荷離子組成的雙層結(jié)構(gòu)，能起到電容器一樣儲(chǔ)備電能的效果，雙層間的勢(shì)能差足以產(chǎn)生電壓和電流。

在測(cè)試過程中，科學(xué)家們?cè)谌玖厦艋柲茈姵厣霞恿艘粚邮┍∧?，然后把它們放在一種由銦錫氧化物和塑料制成的柔韌且透明的基質(zhì)上，由此形成的柔韌度高的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率為6.53%，并能從用來模擬雨水的鹽水中產(chǎn)生數(shù)百的微伏特（microvolt）。

“未來太陽能電池的發(fā)展趨勢(shì)可能是全天候的?！碧迫何f，但這一研究尚處于概念階段，距離投入商用還需很長一段時(shí)間。唐群委還表示，他們未來的研究力度將集中于如何有效控制雨水中的各種離子，以及如何利用雨中那些常見的低濃度離子發(fā)電。（新浪科技）