从植物中获得灵感：变革太阳能电池储能技术

目前居民屋顶的太阳能板每次只能储存几微秒的太阳能。一种由加州大学洛杉矶分校化学家发明的新技术能够将太阳能储存几周——这是一种能够改变太阳能电池设计的重大进展。此项研究结果发表在《科学》杂志上。

新设计灵感来源于植物的光合作用。“生物通过阳光来产生能量的方式很棒。”文章作者之一，加州大学洛杉矶分校化学教授Sarah Tolbert解释道，“植物用非常高的效率来进行光合作用转化太阳能。”

图中绿杆为聚合物给体，紫色和棕色的是富勒烯受体。

“在光合作用中，接收阳光照耀的植物使用组织精细的纳米级别的细胞器来将电荷分离——将电子从带正电荷的分子中拉出，并将正负电荷分离。”Tolbert说，“这种分离过程是高效的光合作用的关键。”

一般的屋顶太阳能电池使用硅这种比较昂贵的材料来从阳光中获取能量。目前有用塑料来制造廉价电池的驱动力。但是由于被分离的正负电荷在输出电能前又重新结合，因此目前的塑料太阳能电池效率不高。

“目前的塑料太阳能电池没有像植物那样精细的结构，因为我们以前没有制造经验。”Tolbert说，“但是我们设计的这种新系统能在几天甚至几周内将正负电荷分离储存。一旦把结构搞对了，你就能大大延长能量的储存时间。”

加州大学洛杉矶分校制造的新系统中起到主要作用的是一种聚合物给体以及一种纳米级别的富勒烯受体。聚合物给体能够吸收阳光并将电子传递给富勒烯，电能就是在这个过程中产生的。