喷涂式太阳能电池是真正的突破

斯蒂芬·洛夫格伦（Stefan Lovgren）
国家地理新闻
1-14-2005

     科学家已经发明了一种塑料太阳能电池，即使在阴天，它也可以将太阳的能量转化为电能。

这种塑料采用纳米技术，并包含首批能够利用太阳不可见的红外线的太阳能电池。这一突破使理论家们预测，塑料太阳能电池一天的效率可能是当前太阳能电池技术的五倍。

像油漆一样，该复合材料可以喷涂到其他材料上并用作便携式电力。涂有这种材料的毛衣可以为手机或其他无线设备供电。涂有薄膜的氢动力汽车可能会将足够的能量转换成电能，从而为汽车的电池持续充电。

研究人员预想，有一天，由塑料制成的“太阳能农场”可以在沙漠上滚动，以产生足够的清洁能源来满足整个星球的电力需求。

多伦多大学电气与计算机工程学教授泰德·萨金特（Ted Sargent）说：“到达地球表面的太阳所提供的能量是我们消耗的能量的10,000倍。”萨金特是新型塑料材料的发明者之一。

他说：“如果我们能用（非常高效的）大面积太阳能电池覆盖地球表面的0.1％，那么我们原则上可以用清洁和可再生的能源取代我们所有的能源习惯。”

红外线功率

塑料太阳能电池不是新事物。但是现有材料只能利用太阳的可见光。太阳的能量一半在可见光谱内，而另一半则在红外光谱内。

这种新材料是第一个能够利用红外部分的塑料复合材料。

萨金特说：“一切温暖的东西都会散发热量。甚至人和动物也会散发出热量。” “因此，即使在我们看来外面很暗，红外线（光谱）中实际上仍然有一些能量。”

研究人员将专门设计的纳米颗粒（称为量子点）与聚合物结合在一起，制成可以检测红外能量的塑料。

斯坦福大学电气工程学教授彼得·皮曼斯（Peter Peumans）说，随着技术的进一步发展，这种新型塑料“最多可以利用30％的太阳辐射能量，而如今最好的塑料太阳能电池只有6％”。 。

新材料可以使技术真正成为无线技术。

萨金特说：“我们有这样的期望，我们不必再插上电话插孔就可以通话，但是我们对必须插上电源插座为电池充电的事实感到失望。” “那只是通信无线，而不是电力无线。”

他说，塑料涂层可以织成衬衫或毛衣，并用来给手机等物品充电。

萨金特说：“一件毛衣已经吸收了红外线和可见光中的各种光。” “不仅要像现在那样将其转化为热能，还要想象是否要将其转化为电能。”

其他可能性包括节省能源的塑料板，可以将其展开到屋顶上以满足供暖需求，或者太阳能电池的窗户涂料可以让足够的红外光为家用电器供电。

成本效益

研究人员预测，最终，可以通过“太阳能农场”利用大量的太阳能，并将其用于满足我们所有的能源需求。

萨金特说：“这有可能取代其他产生温室气体的电力生产来源，例如煤炭。”

日本预计，在全球最大的太阳能市场上，到2030年，将有50％的住宅电力供应来自太阳能，而如今这一比例仅为今天的一小部分。

太阳能面临的最大障碍是成本效益。

以目前每千瓦时25至50美分的成本，太阳能比住宅的传统电力要昂贵得多。据专家称，美国居民平均电价不到每千瓦时十美分。

但这可能会随着新材料的改变而改变。

纽约市Lux Capital的纳米技术风险投资人约翰·沃尔夫（John Wolfe）说：“灵活的，经过辊处理的太阳能电池有潜力将太阳的能量转化为清洁，绿色，便捷的能源。”

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