叶绿素f能捕获红外光 提高太阳能电池光电转换率

上一篇 / 下一篇  2010-11-09 20:42:24

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据美国《新科学家》杂志网站报道,科学家从澳大利亚鲨鱼礁的蓝细菌中提取到了一种新的叶绿色——第5种叶绿素(被称作叶绿素f),它能够吸收红光和红外光。利用该新叶绿素,研究人员有望让太阳能电池将更多的光能转变为电能,提高太阳能电池的光电转换效率。

  澳大利亚悉尼大学陈敏(音译)领导的研究团队发现了这种新的叶绿素,他们表示,这种新发现的叶绿素f展现了一种比其他类型叶绿素红得多的吸收光谱,它能够吸收波长范围为0.7微米到0.8微米的近红外光(红外线的波长是0.77微米—1000微米,分近红外、中红外),这使得该叶绿素成为迄今所发现的最红叶绿素。

  他们的发现提示,光合作用甚至可进一步延伸至红外波段。研究人员说,这有望促进太阳能电池的发展。由于从太阳发出的光线中,有超过一半的光线为红外线,太阳能电池板的制造者一直在研发各种新技术,以让太阳能电池能够吸收到红光以外的光线。陈敏表示,大自然能够通过对叶绿素进行如此简单的修改来获得更多的太阳光,为什么我们不照葫芦画瓢呢?

  麻省理工学院的张曙光(音译)则认为,它可以直接使用叶绿素来改进其正在研制的染料敏化太阳能电池的光电转换效率。张曙光以前曾经尝试过使用菠菜叶中的蛋白photosystem I来制造太阳能电池,该蛋白中包含有大约200多个能够聚光的叶绿素分子。

  英国伦敦帝国理工学院的詹姆斯·巴伯表示,将这种新叶绿素添加到太阳能电池上可以起到一定作用:拥有能吸收不同波长光线的不同类型叶绿素,太阳能电池就能够捕捉到更大范围的太阳光线,这对太阳能电池的设计和人造光合作用技术等来说都非常重要。

  张曙光也对此表示同意,目前,他正同染料敏化太阳能电池之父、瑞士理工学院教授迈克尔·格兰泽尔研发低成本的染料敏化太阳能电池,该电池将使用无机的分子染料来吸收太阳光线,与叶绿素吸收太阳光线的方式如出一辙。他们正在探索该新型太阳能电池模式是否能够使用蓝细菌的光系统来替代无机的分子染料。

  研究人员表示,新叶绿素的发现对生物进化研究而言也有重大意义。在地球形成之初,厌氧的蓝细菌统治了地球,它能够吸收红外线波长的光线,但是,现在地球上生活的喜氧细菌都依靠可见光来生存,很少有生物能够吸收0.7微米到0.8微米范围内的太阳光。

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