俄勒冈州立大学的工程师们已经发现了一种利用古老生命形式创造太阳能最新技术的方法，这种系统与现有的硅基太阳能电池相比，其制造起来可能非常简单。
秘密：硅藻。
这些微小的单细胞海洋生物形式已存在至少1亿年，是海洋生命的基础，但它们也有坚硬的外壳，可用于以极其自然的方式创造秩序。小水平的纳米技术。
通过使用生物学而不是传统的半导体制造方法，俄勒冈州立大学和波特兰州立大学的研究人员创造了一种制造“染料敏化”太阳能电池的新方法，其中光子像在弹球机中一样反弹，撞击这些染料并生产电力。该技术可能比制造染料敏化太阳能电池的一些现有方法稍贵，但可能使电输出增加三倍。
俄勒冈州立大学化学工程系教授格雷格罗瑞说：“现有的太阳能电池技术大多基于硅，并且接近我们能够实现的极限。” “开发不同类型的太阳能技术有很大的机会，根据具体情况，最终可能会找到几种形式的用途。”
例如，染料敏化技术使用环保材料，在低光照条件下也能很好地工作。新发现为制造简单性和效率提供了进步。
“染料敏化太阳能电池已经存在，”罗瑞说。“我们的方法有什么不同，我们采取的步骤是制造这些设备，以及它们提供的潜在改进。”
新系统基于活硅藻，这是一种极小的单细胞藻类，已经具有所需的纳米结构的壳。允许它们沉淀在透明的导电玻璃表面上，然后除去活的有机材料，留下硅藻的微小骨架形成模板。
然后使用生物制剂将可溶性钛沉淀到非常微小的二氧化钛“纳米颗粒”中，产生薄膜，其充当染料敏化太阳能电池装置的半导体。通过使用这些天然生物系统，使用简单且廉价的材料，使用常规方法难以实现的步骤变得容易。
“传统的薄膜光合成染料也可以从太阳光中获取光子并将其转化为二氧化钛，从而产生电能，”Rorrer说。“但在这个系统中，光子在硅藻壳的孔隙内更多地反弹，使其效率更高。”
Rorrer说，这个过程的物理过程尚未完全理解 - 但它显然有效。硅藻壳中的微小孔比简单平坦层中的材料更能增加光子与染料之间的相互作用，促进光转化为电能，并改善过程中的能量产生。
在美国化学学会的出版物ACS Nano和材料研究学会的出版物材料研究期刊中已经报道了将纳米级氧化钛层插入硅藻壳中。最近在第四届年度绿色纳米科学会议上也描述了将这种材料整合到染料敏化太阳能电池装置中。
这项工作得到了国家科学基金会和更安全的纳米材料和纳米制造计划的支持，该计划是俄勒冈州纳米科学和微技术研究所的一部分。
硅藻是古代的微观生物，可以追溯到恐龙时代的化石记录中。它们是海洋食物链的关键部分，有助于从大气中循环二氧化碳。
但是近年来，它们的微小硅壳作为在纳米级别创建结构的一种方式引起了越来越多的关注。自然是工程师，而不是高科技工具。这提供了一种更有效，成本更低的方式来生产世界上一些最先进的材料。
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