研究人员利用木瓜果实中的酶来有机地制造太阳能电池

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二氧化钛(二氧化钛)薄膜通常用于各种类型的太阳能电池。 目前用于制造这种二氧化钛薄膜的制造方法需要高温,以及昂贵的高端技术。巴迪略 德尔夫特工业大学(TUDelft)的研究人员现在开发了一种完全有机的方法,在相对较低的温度下制造多孔二氧化钛薄膜。

在最近发表在“先进可持续系统”上的一篇论文中,Delft研究人员描述了他们如何使用一种叫做木瓜蛋白酶的酶,这种酶自然可以在木瓜果实中找到,用一种简单的浸涂程序。巴迪略 TU Delft研究人员Duncan Mc Millan博士解释说:“常规家用烤箱中的温和加热导致大部分有机材料蒸发,留下多孔二氧化钛薄膜。”

利用新的生产工艺,应用物理硕士学生Edwardvan Amelrooij创造了第一个测试设备:天然染料敏化太阳能电池。 麦克米伦说:“目前的生产方法需要强大的真空或专门的设备来将样品加热到600°摄氏度。” “这不仅使这一工艺非常昂贵,而且还产生不能堆叠的平坦层,产生有限的表面积。

相比之下,这种新方法在几分钟内使用酶驱动的沉积,然后在标准家用烤箱中蒸发。 令人惊讶的是,这些二氧化钛层中至少有50层可以堆叠。 此外,也是TUDelft的StephanEijt博士利用正电子湮没光谱揭示了二氧化钛层是高度多孔的。 麦克米伦:“这种多孔的性质使我们能够进入一个大的表面积。 我们认为,如果与现有技术相结合,这将提高太阳能电池的效率“

这种新的生产方法应该很容易扩大规模,也为以可持续的方式生产低成本的二氧化钛薄膜打开了大门。 麦克米伦说:“这很可能导致廉价工程太阳能电池,可以集成在房屋或办公室的窗户中。” 研究人员目前正致力于通过使用各种染料和调节二氧化钛层的孔隙率来提高太阳能电池的性能和稳定性。

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