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试想一下,下一代油漆涂料,就是你喷在房子外墙的涂料,可以利用阳光发电,这样的电可用于驱动室内的电器和设备。
) D2 [! n' {0 \- g+ x: z B美国诺特丹大学(University of Notre Dame)一组研究人员取得了一项重大进展,就是要实现这一设想,他们创造了一种廉价的“太阳能电池涂料”(solar paint),可以使用半导体纳米粒子产生能量。
& ?. O) E. I" i“我们希望做一些变革,超越目前硅基太阳能技术,”普拉谢特•卡马特(Prashant Kamat)说,他是约翰A. •扎姆(John A. Zahm)化学和生物化学教授,也是诺特丹大学纳米科学与技术(NDnano:Center for Nano Science and Technology)中心研究员,他领导这项研究。8 ] Y5 M9 q7 o# c) L) D
“这需要融入可生成电的纳米粒子,称为量子点,要融入可涂抹的化合物,我们已经制成一种单层太阳能涂料,可用于任何导电表面,无需特殊设备。”
( H$ {& \9 V: f这一小组研究的这种新材料已被介绍,就在美国化学学会(ACS)纳米(Nano)杂志上,题为《阳信太阳能涂料:变革性一步到位方法设计纳米晶体太阳能电池》(Sun-Believable Solar Paint. A Transformative One-Step Approach for Designing Nanocrystalline Solar Cells),发表时间是2011年12月6日。文章说,围绕二氧化钛(titanium dioxide)纳米粒子,涂上硫化镉(cadmium sulfide)或硒化镉(cadmium selenide)。这些粒子悬浮在水醇混合液中,可形成一种糊状物。: `+ @# n# z W. X" r! I3 T( Y' e( t
这种糊状物刷到透明导电材料上,暴露在光线下,就可以产生电力。
! L5 m8 l$ U+ G; J1 d" E“到目前为止,我们已经取得的最佳光电转换效率是1%,这远远落后于通常的10%到15%,就是商用硅太阳能电池的效率,”卡马特解释说。8 r; O5 d; S5 `1 `# t8 l0 D
“但这种涂料制作便宜,而且可以大量制备。如果我们可以提高一些效率,我们就可以确实发挥作用,满足未来能源需求。”2 ~" |1 g8 {3 y( [: c
“这就是为什么我们把这种新油漆命名为阳信(Sun-Believable),”他补充道。8 w# U& J, Q2 Y2 M1 E3 V
卡马特和他的小组也计划研究一些方法,提高这种新材料的稳定性。) L! Z/ l: x7 }0 [+ l
美国诺特丹大学纳米科技中心是世界上领先的纳米技术中心。它的使命是研究和控制材料和设备的属性,使它们连接生物系统,这都是在纳米尺度进行。
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