关于太阳能电池，这些高端技术你知道吗？

太阳能电池在我们生活中已经有了极大的应用，但是就目前来看，其太阳能转化效率相比于理论值还差的很远。目前太阳能转化效率仅大约20%，约为理论值的三分之二。

1、更好的诊断太阳能电池效率

为了能够进一步提高太阳能转化效率，来自马里兰大学的研究人员提出一个新的可以在环境温度下使用的显示技术。在以前的成像显示技术中，必须在真空并且很低的温度下（70K）才可以进行，而这种新技术是通过开尔文力显微镜在不接触且不损坏材料本身的基础上精确的观察开放电路的变化，并可以通过显示出的图像分析究竟是哪一过程会提高或者降低太阳能电池的效率。

这项技术弥补了关于太阳能电池效率方面文献的不足，也为学术和工业研究中寻找太阳能电池在哪些方面“失去”了效率提供了简单、精确的判断方法。

相关研究成果已发表在《Advanced Energy Materials》上。

2、可穿戴发电装置使用尿液为无线发射器供能

Wearable energy generator uses urine to power wireless transmitter

近日，一双镶嵌在袜子里的微型生物燃料电池（MFCs）成功地为一个无线信号传输电路板供能，这是第一款由可穿戴发电装置供能的自给自足系统。

 

柔软的生物燃料电池被镶嵌在袜子中，同时，一些软管也被安置在脚后跟的下方，这样在人们行走的时候就会将尿液“挤”入电池内，进而产生电能，这也就意味着并不需要额外的泵来输送这些尿液。

生物燃料电池利用细菌从废液中产生电能，这项有价值的绿色环保技术可以使用任何有机废弃物，并将其转变为有用的能量，并不需要化石燃料的帮助。同时，这项技术的问世也使利用废弃物为便携式电子器件供能成为可能。例如，研究员们表示可以发明一种基于便携式生物燃料电池的系统，这一系统可以在紧急情况下发送人们的位置坐标，并且，也可以依此判断使用者是否存活，因为只有在使用者用尿液来为燃料电池供能的情况下才能发射其位置坐标。

3、提高电子设备性能的纳米金属涂层

Nanostructured metal coatings let the light through for electronic devices

伊利诺伊大学和马萨诸塞大学的联合研究小组通过在电子设备的表面包覆一层纳米薄膜，不仅使更多的光透过，而且还能提高材料的电化学性能，从而生产出更高效的光电材料。

该研究团队利用自己研发的金属辅助化学刻蚀方法，在半导体上制造出一层规则的金属薄膜，并在金属薄膜上成长出了一簇纳米束，这些纳米束和金属薄膜一起共同组成了半导体的包覆材料。纳米束提高了半导体的光学传输能力，金属薄膜提够了电接触，从而就可以同时提高半导体的光学和电学性能。研究人员表示，这一技术可以将太阳能的传输效率从70%提高到90%。

相关研究结果发表在《Advanced Materials》上。

4、新型多孔锗薄膜提高太阳能电池性能

New approaches for hybrid solar cells

近日，慕尼黑工业大学和路德维希马克西米利安慕尼黑大学的联合研究小组设计出一种新的合成方法，能够制造出厚度极薄而强度极高，同时又有多孔结构的半导体薄膜。

 

该团队利用锗作为原材料，同时利用微小的聚合物珠作为模板，随后锗原子簇的溶剂填满聚合物珠之间的缝隙，当稳定的锗网络形成后，就利用高温去除掉聚合物，从而获得多孔的纳米薄膜。这一设计不仅节省了空间，还创造出较大的表面积来提高效率。全世界的公司都在寻找质量轻、强度高的太阳能电池用材料，他们目前主要使用的材料是有机化合物，而这种材料十分敏感，光和热就足以使其分解。因此，锗薄膜是个十分不错的选择。

相关研究成果发表在近期的《Angewandte Chemie International Edition》上。

5、美科学家发明一体式水基太阳能液流电池

Eco-friendly battery and solar cell all-in-one

美国俄亥俄州立大学的研究人员提出了一个太阳能液流电池技术，该技术采用环保型兼容性水基溶剂，同时将氧化还原液流电池和染料敏化太阳能电池技术结合起来，发电效率更高。

水性电解质与电池的反电极和太阳能电池的染料敏化光电极接触，当给电池充电时，要将其暴露于阳光下，阳光会使电解液中的染料分子为光电极提供电子，降低电池充电所需能量。传统锂碘电池电压为3.6V，而太阳能液流电池的充电电压低至2.9 V，可节省20%的能量损失。水基太阳能液流电池比使用有机溶液的电池性能更好，可以解决可再生能源时断时续的缺点，保证及时供电，并且更具成本和环保效益。

相关研究结果发表在《Journal of the American Chemical Society》上。