石墨烯又一新应用:让太阳能板能利用雨水发电

作者 | 发布日期 2016 年 04 月 11 日 18:13 | 分类 太阳能 , 能源科技
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该如何提升太阳能板发电量始终是科学家们致力研究的方向,近几年来太阳能发电的技术进展,几乎都是在于如何提升太阳能板的转换效率。然而,一群中国科学家转向一个全然不同的方向,努力克服太阳能发电的自然天敌——雨天,开发出一种即使在雨天也能利用雨水发电的太阳能板。



在缺乏日照或阴雨绵绵的天气状态下,太阳能板往往无法达到最佳化使用,来自中国海洋大学与云南师范大学的科学家,为此研发出一种无论在何种天气类型的状态下都能发电的太阳能板,而这一切都要归功于有着神奇万能材料美名的“石墨烯”。

与一般的太阳能板相同,这种新型太阳能电池可在日照时,利用太阳光产生电力,而若天气进入乌云密布或开始下雨时,太阳能电池就能转换成以石墨烯协助发电的状态。

科学家在太阳能电池表面涂上一层薄薄的石墨烯,而雨水本身带有一些矿物质,因此当雨水降落在涂上石墨烯的太阳电池表面时,雨水会分离成带正电与带负电的离子,其中,带正电的离子主要为钠离子、钙离子与氨盐基,会沈积在石墨烯表面,而这层带正电的离子层会与石墨烯的负电电子作用结合,产生类似拟电容(pseudocapacitor)的双层系统,两个层之间的电位差大到足以产生电压与电流。

然而,这种太阳能电池最高的太阳能转换效率仅能达到 6.53%,与目前约可达 20% 左右转换效率的太阳能电池相比,6.53% 的转换效率可说是相当悲剧,另外,处于下雨状态时,所产生的电压也仅能达到数百微伏特(microvolt)。虽然科学家们希望能尽快使这种太阳能电池走出概念阶段,但距离走向商用,恐怕还有很长一段路要走。

(首图来源:Flickr/Out.of.Focus CC BY 2.0)

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林 薏茹

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