将来有一天,你的手机或电脑没电了,只需拿到太阳下晒一晒就能继续使用了,因为它们的显示器同时也是太阳能电池。这就是新加坡南洋理工大学(NTU)科学家发表在《自然·材料》杂志上的最新成果,他们开发出的下一代太阳能电池材料,不仅能把光转化成电,电池本身还能按照需要发出不同颜色的光。
如果要找寻太阳能电池的最佳材料,那它最好是可以将光线满满地“吸收”,而不是“发射”光线。不过,新加坡南洋理工大学的研究人员们,却找到了能够同时吸收和发射光线的材料!该材料的主要成分,就是钙钛矿(Perovskite)。研究人员表示,其应用潜力相当广泛。
由左及右:助教Nripan Mathews、助教Sun Tze Chien、以及Subodh Mhaisalkar教授。
Nripan Mathews展示的钙钛矿太阳能电池。
该材料能够在白天吸收光线,并在夜晚“释放”。
在吸收太阳光方面,钙钛矿已经展露了不少的头角。在某个石墨烯光电设备原型中,其实现了15.6%的惊人效率。不过,在发现该材料能够“发光”方面,这支团队却是“偶然发现”的。
尽管大多数太阳能电池材料都专长于吸收光线,但是钙钛矿材料却只需用激光照射即可“点亮”。
当时,物理学家Sun Tze Chien正好让博士后研究生Xing Guichuan用激光去照射他们开发中的一种新混合钙钛矿太阳能电池材料,然后奇迹就这么发生了。
助理教授Sum表示,“我们所发现了是一种高品质的材料,它非常耐用,不但可以捕捉光粒子并将之转化成电能,还可以反过来用。通过调整材料的成分,我们还能够让它发散出广域的色彩,因此它也将适用于作为平面显示器的发光元件”。
另外,由于钙钛矿可以制成半透明状,因此它也可以放在屏幕下方,以便于移动设备通过“自然的方式”在太阳下充电。
当然,该材料也能够直接在夜间为显示设备提供“背光”和“点亮”屏幕。如果规模再大一点的话,钙钛矿材料甚至也可以是发出激光的好材料。
来自该校材料工程学院(MSE)与能源研究所(ERI@N)的助理教授Nripan Mathews表示:“如此‘多才多艺’且低成本的通用材料,将会是绿色建筑等领域的福音”。
该研究小组已经为该材料申请了太阳能电池专利,其详情已发表在《科学》(Science)期刊上。
像人体里的三磷酸腺苷那样,轻松吸收又轻松释放能量的材料,是可遇不可求的。一旦发现完美的储能材料,就能开辟出一片新天地,比如电动车产业就在渴求更好的储电材料。“光线银行”的理念人们并不陌生,已有不少将白天的光线存到黑夜释放的方法。但发现一种便宜却能高效率地储存和释放光线的矿石,这是意外之喜。鉴于光本质上也是电磁波,说不定研究电池的科学家也能从中得到启示呢。
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