該如何提升太陽能板發(fā)電量始終是科學(xué)家們致力研究的方向,近幾年來太陽能發(fā)電的技術(shù)進(jìn)展,幾乎都是在于如何提升太陽能板的轉(zhuǎn)換效率。然而,一群中國科學(xué)家轉(zhuǎn)向一個(gè)全然不同的方向,努力克服太陽能發(fā)電的自然天敵——雨天,開發(fā)出一種即使在雨天也能利用雨水發(fā)電的太陽能板。
在缺乏日照或陰雨綿綿的天氣狀態(tài)下,太陽能板往往無法達(dá)到最佳化使用,來自中國海洋大學(xué)與云南師范大學(xué)的科學(xué)家,為此研發(fā)出一種無論在何種天氣類型的狀態(tài)下都能發(fā)電的太陽能板,而這一切都要?dú)w功于有著神奇萬能材料美名的“石墨烯”。
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與一般的太陽能板相同,這種新型太陽能電池可在日照時(shí),利用太陽光產(chǎn)生電力,而若天氣進(jìn)入烏云密布或開始下雨時(shí),太陽能電池就能轉(zhuǎn)換成以石墨烯協(xié)助發(fā)電的狀態(tài)。
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科學(xué)家在太陽能電池表面涂上一層薄薄的石墨烯,而雨水本身帶有一些礦物質(zhì),因此當(dāng)雨水降落在涂上石墨烯的太陽電池表面時(shí),雨水會(huì)分離成帶正電與帶負(fù)電的離子,其中,帶正電的離子主要為鈉離子、鈣離子與氨鹽基,會(huì)沈積在石墨烯表面,而這層帶正電的離子層會(huì)與石墨烯的負(fù)電電子作用結(jié)合,產(chǎn)生類似擬電容(pseudocapacitor)的雙層系統(tǒng),兩個(gè)層之間的電位差大到足以產(chǎn)生電壓與電流。
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然而,這種太陽能電池最高的太陽能轉(zhuǎn)換效率僅能達(dá)到 6.53%,與目前約可達(dá) 20% 左右轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池相比,6.53% 的轉(zhuǎn)換效率可說是相當(dāng)悲劇,另外,處于下雨?duì)顟B(tài)時(shí),所產(chǎn)生的電壓也僅能達(dá)到數(shù)百微伏特(microvolt)。雖然科學(xué)家們希望能盡快使這種太陽能電池走出概念階段,但距離走向商用,恐怕還有很長一段路要走。
Raindrops may help power the next-generation solar panel
Future Solar Panels Will Generate Energy From Raindrops
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(本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自《科技新報(bào)》─〈石墨烯又一新應(yīng)用:讓太陽能板能利用雨水發(fā)電〉)