試想一下,下一代油漆涂料,就是你噴在房子外墻的涂料,可以利用陽光發(fā)電,這樣的電可用于驅(qū)動室內(nèi)的電器和設備。
圣母大學(University of Notre Dame)一組研究人員取得了一項重大進展,就是要實現(xiàn)這一設想,他們創(chuàng)造了一種廉價的“太陽能電池涂料”(solar paint),可以使用半導體納米粒子產(chǎn)生能量。
“我們希望做一些變革,超越目前硅基太陽能技術,”普拉謝特 卡馬特(Prashant Kamat)說,他是約翰A. 扎姆(John A. Zahm)化學和生物化學教授,也是圣母大學納米科學與技術(NDnano:Center for Nano Science and Technology)中心研究員,他領導這項研究。
“這需要融入可生成電的納米粒子,稱為量子點,要融入可涂抹的化合物,我們已經(jīng)制成一種單層太陽能涂料,可用于任何導電表面,無需特殊設備。”
這一小組研究的這種新材料已被介紹,就在美國化學學會(ACS)納米(Nano)雜志上,題為《陽信太陽能涂料:變革性一步到位方法設計納米晶體太陽能電池》(Sun-Believable Solar Paint. A Transformative One-Step Approach for Designing Nanocrystalline Solar Cells),發(fā)表時間是2011年12月6日。文章說,圍繞二氧化鈦(titanium dioxide)納米粒子,涂上硫化鎘(cadmium sulfide)或硒化鎘(cadmium selenide)。這些粒子懸浮在水醇混合液中,可形成一種糊狀物。
這種糊狀物刷到透明導電材料上,暴露在光線下,就可以產(chǎn)生電力。
“到目前為止,我們已經(jīng)取得的最佳光電轉(zhuǎn)換效率是1%,這遠遠落后于通常的10%到15%,就是商用硅太陽能電池的效率,”卡馬特解釋說。
“但這種涂料制作便宜,而且可以大量制備。如果我們可以提高一些效率,我們就可以確實發(fā)揮作用,滿足未來能源需求。”
“這就是為什么我們把這種新油漆命名為陽信(Sun-Believable),”他補充道。
卡馬特和他的小組也計劃研究一些方法,提高這種新材料的穩(wěn)定性。
圣母大學納米科技中心是世界上領先的納米技術中心。它的使命是研究和控制材料和設備的屬性,使它們連接生物系統(tǒng),這都是在納米尺度進行。