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  • 辣椒素让太阳能电池可发挥高效电能

    作者:佚名 来源:新浪科技 时间:2021-02-07 10:52 阅读:429 [投稿]
    研究人员发现辣椒中含有一种化学物质——辣椒素,可以改善钙钛矿型太阳能电池,该电池是太阳能电池板的组成部分。

    厨房橱柜中的一些佐料只能使食物变得更加美味,但人们通常不会想到它们会使太阳能电池更加高效,目前,太阳能电池科学家乔恩·马霍尔解释了其中的奥秘……研究人员发现辣椒中含有一种化学物质——辣椒素,可以改善钙钛矿型太阳能电池,该电池是太阳能电池板的组成部分。

    从碳酸饮料可口可乐到令人垂涎的薯片,许多食物发明都因其不同寻常的美味且配分保密而闻名,但太阳能电池通常拥有“绝密配方”,出乎人们意料的是,当几种食品成分添加到太阳能电池中将发挥出高效电能! 

    事实上,这些食品成分是人们所熟知的,目前研究人员发现辣椒中含有一种化学物质——辣椒素,可以改善钙钛矿型太阳能电池,该电池是太阳能电池板的组成部分。

    加入辣椒素会使太阳能电池的活性物质颗粒发生膨胀,使其能够更有效地输送电能,更重要的是,这种材料从缺乏电子变成了过剩电子,从而改变了电池的工作方式,可使更多的阳光转化为电能。从本质上讲,加入辣椒素会增加电子(这可能与你吃完特别辣的印度香饭后舌头感觉一样,有一种触电发麻的感觉,也可能不一样)。

    为什么会想到在太阳能电池中增加辣椒呢?

    这种含有辣椒素的电池被认为具有高效电能,加入这种从辣椒中提取的化学物质实际上可能是增强太阳能电池性能的一种途径,而不是为了吸引人们的注意。

    但为什么人们会想到在太阳能电池中添加辣椒呢?遗憾的是,研究人员并没有分享他们的思考经历,或许这仅是一个偶然发现。

    2014年,马霍尔发表的一篇研究论文指出一种名为氯化镁的化合物可以显著降低太阳能电池成本(这是一种与钙钛矿型太阳能电池不同类型的电池),你听说过氯化镁吗?如果你是素食主义者,你可能曾经吃过它。

    氯化镁可以从海水中提取,它具有多种用途,但最受欢迎的是在日式料理中,它被称为盐卤,它作为豆腐增稠效果的凝结剂,这项发现引起了媒体对“豆腐太阳能”的相关报道。

    这是一种与食盐(氯化钠)没有太大差别的盐物质,可以从海水中提取,它具有多种用途,但最受欢迎的是在日式料理中,它被称为盐卤,它作为豆腐增稠效果的凝结剂,这项发现引起了媒体对“豆腐太阳能”的相关报道。

    这是否意味着食物化学物质能很好地转移到太阳能电池研究中?不是真的,这种巧合更多的是与食物和化学之间的重叠,以及指导许多材料科学家探索该物质如何应用于太阳能电池将会发生怎样的变化。

    把太阳能电池想象成蛋糕,如果向这个“蛋糕”中添加某种新分将发生怎样的变化?烘焙后再尝试最终的混合效果会更加可靠。

    你可以认为大多数太阳能电池的研究是由物理学家完成的,这在一定程度上是正确的,但是这项研究方法与粒子物理学家在大型强子对撞机所做的研究或者宇宙学研究几乎没有共同之处,以上领域通常围绕着繁重的计算和理论工作。

    太阳能电池研究实际上是一个介于物理和化学之间的材料科学问题,新型太阳能电池技术或者相关工艺的开发是非常大的劳动密集型工作,典型方法是花费大量时间测试大量类似但略有改变的电池设计的性能。太阳能电池是由不同材料堆叠而成的,很难预测改变一个组件会对整个结构的性能产生什么影响。

    如果研究人员在太阳能电池A层添加某种物质,A层就可能发生变化,那么在B、C和D层也可能发生变化,类似地,如果改变C层,需要如何改变A层或者B层呢?该过程会对D层产生怎样的变化呢?人们或许认为这是非常奇妙的事情,并且难以预测,这将激发研究人员对该领域创新的好奇心。


    如果将来在食物中发现更多化合物放入太阳能电池,我们不应该感到惊讶,因为它们通常是具有有用特性的有机化合物。

    将太阳能电池想象成为蛋糕,要想知道加入一种新成分后会发生什么,就先烘焙然后对最终混合物取样,这远比试着预测它的外观和味道要可靠得多。

    最终,我们所吃的食物就像太阳能电池一样,是一种混合物,虽然我们从辣椒中知道辣椒素的存在,但它实际上仅是一种有机化合物,巧合的是,它具有特殊属性,适用于太阳能电池处理,也可以用作调味品。

    马霍尔称,就我自己而言,我曾发明了使用氯化镁制作豆腐的方法,直到我写这张纸的时候才发现它是用在豆腐上的,令人遗憾的是,我在素食货架上没有受到启发。所以,这些方法并不像你第一次读到它们时听起来那么怪异和古怪,通常有一些最初的逻辑是基于这些化合物固有的化学物质,而这些科学幻想往往会导致更有趣的突破。

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