一群中國科學家轉(zhuǎn)向一個全然不同的方向,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。

石墨烯又一新應(yīng)用:讓太陽能板能利用雨水發(fā)電

該如何提升太陽能板發(fā)電量始終是科學家們致力研究的方向,近幾年來太陽能發(fā)電的技術(shù)進展,幾乎都是在于如何提升太陽能板的轉(zhuǎn)換效率。然而,一群中國科學家轉(zhuǎn)向一個全然不同的方向,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到最佳化使用,來自中國海洋大學與云南師范大學的科學家,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,而這一切都要歸功于有著神奇萬能材料美名的“石墨烯”。

與一般的太陽能板相同,這種新型太陽能電池可在日照時,利用太陽光產(chǎn)生電力,而若天氣進入烏云密布或開始下雨時,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)。

科學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),因此當雨水降落在涂上石墨烯的太陽電池表面時,雨水會分離成帶正電與帶負電的離子,其中,帶正電的離子主要為鈉離子、鈣離子與氨鹽基,會沈積在石墨烯表面,而這層帶正電的離子層會與石墨烯的負電電子作用結(jié)合,產(chǎn)生類似擬電容(pseudocapacitor)的雙層系統(tǒng),兩個層之間的電位差大到足以產(chǎn)生電壓與電流。

然而,這種太陽能電池最高的太陽能轉(zhuǎn)換效率僅能達到 6.53%,與目前約可達 20% 左右轉(zhuǎn)換效率的太陽能電池相比,6.53% 的轉(zhuǎn)換效率可說是相當悲劇,另外,處于下雨狀態(tài)時,所產(chǎn)生的電壓也僅能達到數(shù)百微伏特(microvolt)。雖然科學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。

[責任編輯:趙卓然]

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