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将植物里的叶绿素提取出来,放到人工制备的膜里,光照时就会产生电。这就是叶绿素电池。
目前,全球每年至少要消耗13太瓦(1太瓦=1万亿瓦)能源。石油等化石能源的不可再生性,决定了人们必须寻找其替代品。
功率达12万太瓦的太阳便进入了人们的视线。理论上,只要收集1小时的太阳能,就可满足人类全年的能源需求。
为了有效地收集太阳能,人们尝试了各种方法,比如开发大面积、高效、低成本的太阳能电池。目前已有产业化的晶体硅(单晶硅、多晶硅)太阳能电池,部分投产的薄膜电池(非晶/微晶硅硅基薄膜、碲化镉和铜铟镓硒),以及主要处于研究中的染料敏化电池、有机薄膜电池等。
一种叶绿素太阳能电池,因为尽可能模仿了自然界中的光合作用而备受关注。
从阳燧取火到太阳能电池
说起来,人类利用太阳能的历史古已有之。公元前9世纪,中国人开始用“阳燧”(凹面镜)聚光取火。公元7世纪,开始使用凸透境聚集太阳能取火。
到了近代,太阳能的利用变得普遍。1950年代,太阳能利用领域取得两项重大技术突破:一是1954年美国贝尔实验室研制出6%的实用型单晶硅电池,二是1955年以色列Tabor提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项突破为太阳能利用的普遍应用奠定了技术基础。
1970年代以来,鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加,许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮。
几十年时间,太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展,成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。比如,晶体硅(单晶硅、多晶硅)太阳能电池目前已有广泛产业化规模,薄膜电池也有部分投产。
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