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木頭也能用來光伏發(fā)電？硫酸鹽木質素為太陽能電池打開設計新思路
2023年12月09日 15:30:09
來源：化工儀器網 點擊量：5147
“要致富，先種樹”，樹木是大自然中神奇的一員，也是人類可以運用的天然資源，合理的開放能夠為建筑、食品、醫(yī)藥等領域的發(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 行業(yè)百態(tài)】“要致富，先種樹”，樹木是大自然中神奇的一員，也是人類可以運用的天然資源，合理的開放能夠為建筑、食品、醫(yī)藥等領域的發(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。
當然，其中起到關鍵作用的并非樹本身，而是樹木木質組中中的一種特殊生物質——木質素。木質素廣泛存在于木質組織中，是一種具有三維網狀結構的生物高分子，同時也是自然界中鮮少的可再生芳香化合物資源。而瑞典科學家發(fā)現(xiàn)，木質素可以取代石油基材料應用到太陽能電池中。并且相關團隊還證明了未經處理的硫酸鹽木質素可用于制造更環(huán)保、更可靠的太陽能電池，廣泛應用于個人電子設備等多個領域。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。而硫酸鹽木質素能夠產生許多氫鍵，理論上是可以幫助太陽能電池維護住穩(wěn)定性的。
報道中提到，雪平大學和皇家理工學院(KTH)科學家通過將源于木漿的硫酸鹽木質素制成電子傳輸層與太陽能電池負極連接，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。
當然目前這項技術還有個較大的缺陷——轉化率，相關團隊在測試中發(fā)現(xiàn)，有機太陽能電池的光電轉化效率達不到最高，不過他們也并不認為這個缺點會影響這項技術的繼續(xù)發(fā)展，因為從實際使用的角度來說，大部分應用對于太陽能電池的轉化效率需求只需要達到15%-20%就足夠了。而未來有關團隊將嘗試進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)保的有機太陽能電池，并確保電池的轉化效率。
相關的研究成果，目前已經可以在新一期《先進材料》雜志上查詢。
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