麻省理工學(xué)院開發(fā)出具有突破性的碳納米管光伏電池以便利用40%尚未利用的太陽能。

全碳太陽能電池對太陽能電池技術(shù)來說是一項重大突破

美國研究人員已經(jīng)開發(fā)出這款據(jù)稱為世界上首只全碳太陽能電池。在意大利埃尼集團(tuán)(Eni)的支持下，美國麻省理工學(xué)院已經(jīng)開發(fā)出這款太陽能電池，可以捕獲40%尚未利用的太陽能。到達(dá)地球表面的40%的太陽能存在于光譜中的近紅外光區(qū)，而傳統(tǒng)的硅太陽能電池不能利用這部分能量。但是太陽能電池可以通過將傳統(tǒng)的硅電池與新型全碳太陽能電池相結(jié)合，通過這種組合型太陽能電池的方式就可以利用幾乎全部光譜范圍之內(nèi)的太陽能。

“這是第一只全碳光伏電池，”麻省理工學(xué)院查爾斯及希爾達(dá)·羅德尼化學(xué)工程教授邁克爾·斯特拉諾(Michael Strano)稱，“從根本上說，這是一種新型的光伏電池。”這種新型電池由碳的兩種異形體構(gòu)成：碳納米管和C60，或被稱為巴基球。斯特拉諾說，“送給別人一個只裝有一種類型碳納米管的小樣品瓶也僅僅是最近幾年才能做到的事情。”

為了使新的太陽能電池能夠正常運轉(zhuǎn)，納米管必須質(zhì)地非常純凈，并且屬于一種統(tǒng)一的類型：單壁、同時必須具有同樣的對稱結(jié)構(gòu)(納米管可有兩種對稱結(jié)構(gòu))。麻省理工學(xué)院稱，其他團(tuán)隊也曾使用碳納米管制造光伏電池，但是他們只使用一層聚合物來固定納米管的位置，并在吸收太陽光時收集松散的轟擊電子。不過，這種組合型太陽能電池則需要在生產(chǎn)工藝中增加額外的工序，以增加額外的鍍膜來避免其因接觸空氣而退化。斯特拉諾說，這種新型的全碳光伏電池在空氣中的性能較為穩(wěn)定。在捕獲近紅外光區(qū)太陽光方面，全碳電池是最高效的。

由于可見光可穿透此種材料，所以可將這種電池疊加在傳統(tǒng)的太陽能電池上面，從而形成一種串聯(lián)的太陽能電池來最大限度地利用太陽能。麻省理工學(xué)院稱，“我們在研制高效率近紅外區(qū)太陽能電池方面已取得了相當(dāng)可喜的進(jìn)展。”