基于蛋白和量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來(lái)越大，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源，而太陽(yáng)能就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，人們開(kāi)始大力發(fā)展太陽(yáng)能能發(fā)電。據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社sputniknews報(bào)道，俄羅斯國(guó)立核能研究大學(xué)莫斯科物理工程學(xué)院的學(xué)者們?cè)谟闪孔狱c(diǎn)和光敏蛋白組成的混合材料的基礎(chǔ)上制造出了“太陽(yáng)能電池”。研發(fā)人員認(rèn)為，這種電池具有極大的太陽(yáng)能潛力和光學(xué)信息處理潛力。

研究結(jié)果發(fā)表在《光敏傳感器和生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)雜志上。

太古代單細(xì)胞生物的蛋白能夠把光能加工成化學(xué)聯(lián)系能(類似植物的葉綠素)，這一切是靠通過(guò)細(xì)胞膜的正電荷傳遞發(fā)生的。

與葉綠素的重大區(qū)別在于離開(kāi)氧氣存活的能力。這有助于太古代單細(xì)胞生物生活在類似死海深處的、極富侵蝕性的環(huán)境中，從進(jìn)化的角度來(lái)說(shuō)，這導(dǎo)致它們的化學(xué)穩(wěn)定性高、熱穩(wěn)定性高、光學(xué)穩(wěn)定性高。在此情況下，在進(jìn)行質(zhì)子“壓送”時(shí)，蛋白在億萬(wàn)分之一秒內(nèi)多次改變顏色，因此是制造全息處理器用的富有前景的材料。

莫斯科物理工程學(xué)院的學(xué)者們大大改善了這些性能，把它與量子點(diǎn)——半導(dǎo)體納米粒子結(jié)合起來(lái)。

“我們制造了高效運(yùn)行的光敏晶格，它在光子能非常低的光的影響下產(chǎn)生電流。在普通條件下，這種光敏晶格不工作，因?yàn)楣饷舴肿又挥性诜浅＊M窄的能量范圍內(nèi)吸收光。量子點(diǎn)只有在非常寬廣的范圍內(nèi)才能這么做，甚至可以把兩個(gè)低能光子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)高能光子，就像把它們合并在一起一樣”，——莫斯科物理工程學(xué)院科研人員維克托·克里文科夫介紹說(shuō)。

莫斯科物理工程學(xué)院獲得了一個(gè)能夠從紫外線到紅外線范圍的照明下運(yùn)行的晶格。

研究者們認(rèn)為，所獲結(jié)果顯示了在生物結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上制造高效光敏元件的潛力。它們不僅應(yīng)用在太陽(yáng)能中，也應(yīng)用在光學(xué)信息處理中。

研究者們強(qiáng)調(diào)納米-生物-混合材料的質(zhì)量非常高，以及超越排列效果可能提高的良好商業(yè)樣品的前景?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在這方面的下個(gè)任務(wù)是優(yōu)化光敏晶格的結(jié)構(gòu)。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。