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光敏蛋白+量子点造出新型太阳能电池

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  • 2019-12-03
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俄罗斯国立核能研究大学莫斯科物理工程学院的科研人员以量子点和光敏蛋白组成的混合材料为基础,研发出一种新型太阳能电池。有关专家指出,这种电池在转化太阳能和光学信息处理方面具有极大潜力。相关研究发表在《光敏传感器和生物电子学》杂志上。

单细胞生物的蛋白能够把光能转化成化学能(类似植物的叶绿素),这一切是通过细胞膜的正电荷传递发生的。单细胞与叶绿素的重大区别在于离开氧气存活的能力,单细胞生物能生活在类似死海深处、极富侵蚀性的环境中。从进化的角度来说,它们的化学稳定性、热稳定性和光学稳定性高。在此情况下,单细胞生物的蛋白可在亿万分之一秒内多次改变颜色,因此是制造全息处理器的极有前景的材料。

研究人员将单细胞蛋白与半导体纳米粒子(量子点)结合起来,大大改善了这些性能。维克托·克里文科夫介绍说:“我们制造了高效运行的光敏晶格,它在光子能非常低的光的影响下产生电流。在普通条件下,这种光敏晶格不工作,因为光敏分子只在非常狭窄的能量范围内吸收光。而量子点只在非常宽广的范围内才能这么做,甚至可以把两个低能光子转变为一个高能光子,就像把它们合并在一起一样。”

有关专家指出,上述研究显示了在生物结构的基础上制造高效光敏元件的潜力。它们不仅能应用在太阳能转化中,也可用在光学信息处理中。

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