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木頭也能用來光伏發(fā)電？硫酸鹽木質(zhì)素為太陽能電池打開設(shè)計新思路
2023年12月09日 15:30:09
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：5101
“要致富，先種樹”，樹木是大自然中神奇的一員，也是人類可以運(yùn)用的天然資源，合理的開放能夠為建筑、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的發(fā)展提供重要幫助，并且本身也是環(huán)境自我凈化能力的一部分。而就在最近，樹似乎在制作太陽能電池上也展現(xiàn)出來了特有優(yōu)勢。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】“要致富，先種樹”，樹木是大自然中神奇的一員，也是人類可以運(yùn)用的天然資源，合理的開放能夠為建筑、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的發(fā)展提供重要幫助，并且本身也是環(huán)境自我凈化能力的一部分。而就在最近，樹似乎在制作太陽能電池上也展現(xiàn)出來了特有優(yōu)勢。
當(dāng)然，其中起到關(guān)鍵作用的并非樹本身，而是樹木木質(zhì)組中中的一種特殊生物質(zhì)——木質(zhì)素。木質(zhì)素廣泛存在于木質(zhì)組織中，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的生物高分子，同時也是自然界中鮮少的可再生芳香化合物資源。而瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素可以取代石油基材料應(yīng)用到太陽能電池中。并且相關(guān)團(tuán)隊還證明了未經(jīng)處理的硫酸鹽木質(zhì)素可用于制造更環(huán)保、更可靠的太陽能電池，廣泛應(yīng)用于個人電子設(shè)備等多個領(lǐng)域。而這也讓太陽能電池存在的環(huán)保顧慮有了新的解決方案。
盡管，太陽能作為一種可持續(xù)資源被寄以厚望，但是其制造過程中使用的，塑料或從石油中提取的聚合物，卻并不環(huán)保，因此尋找一種安全穩(wěn)定、低成本、輕盈且具有柔韌性的替代材料成為了太陽能電池的重要發(fā)展方向。而硫酸鹽木質(zhì)素能夠產(chǎn)生許多氫鍵，理論上是可以幫助太陽能電池維護(hù)住穩(wěn)定性的。
報道中提到，雪平大學(xué)和皇家理工學(xué)院(KTH)科學(xué)家通過將源于木漿的硫酸鹽木質(zhì)素制成電子傳輸層與太陽能電池負(fù)極連接，成功制作出了相對高效、可靠、廉價、環(huán)保的太陽能電池，一定程度上實現(xiàn)了木材替代石油基。
當(dāng)然目前這項技術(shù)還有個較大的缺陷——轉(zhuǎn)化率，相關(guān)團(tuán)隊在測試中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)不到最高，不過他們也并不認(rèn)為這個缺點會影響這項技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，因為從實際使用的角度來說，大部分應(yīng)用對于太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率需求只需要達(dá)到15%-20%就足夠了。而未來有關(guān)團(tuán)隊將嘗試進(jìn)一步的完成木材替代石油基工作，制造出更加高效、可靠、廉價、環(huán)保的有機(jī)太陽能電池，并確保電池的轉(zhuǎn)化效率。
相關(guān)的研究成果，目前已經(jīng)可以在新一期《先進(jìn)材料》雜志上查詢。
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