俄學者們把蛋白和量子點結合起來製造出太陽能電池

俄羅斯國立核能研究大學莫斯科物理工程學院的學者們在由量子點和光敏蛋白組成的混合材料的基礎上製造出了“太陽能電池”。研發人員認為,這種電池具有極大的太陽能潛力和光學信息處理潛力。
Sputnik

能源革命:太陽能電池如何變得更讓人用得起
研究結果發表在《光敏傳感器和生物電子學》(Biosensors and Bioelectronics)雜誌上。

太古代單細胞生物的蛋白能夠把光能加工成化學聯繫能(類似植物的葉綠素),這一切是靠通過細胞膜的正電荷傳遞發生的。

與葉綠素的重大區別在於離開氧氣存活的能力。這有助於太古代單細胞生物生活在類似死海深處的、極富侵蝕性的環境中,從進化的角度來說,這導致它們的化學穩定性高、熱穩定性高、光學穩定性高。在此情況下,在進行質子“壓送”時,蛋白在億萬分之一秒內多次改變顏色,因此是製造全息處理器用的富有前景的材料。

莫斯科物理工程學院的學者們大大改善了這些性能,把它與量子點——半導體納米粒子結合起來。

“我們製造了高效運行的光敏晶格,它在光子能非常低的光的影響下產生電流。在普通條件下,這種光敏晶格不工作,因為光敏分子只有在非常狹窄的能量範圍內吸收光。量子點只有在非常寬廣的範圍內才能這麼做,甚至可以把兩個低能光子轉變為一個高能光子,就像把它們合併在一起一樣”,——莫斯科物理工程學院科研人員維克托·克里文科夫介紹說。

莫斯科物理工程學院獲得了一個能夠從紫外線到紅外線範圍的照明下運行的晶格。

研究者們認為,所獲結果顯示了在生物結構的基礎上製造高效光敏元件的潛力。它們不僅應用在太陽能中,也應用在光學信息處理中。

研究者們強調納米-生物-混合材料的質量非常高,以及超越排列效果可能提高的良好商業樣品的前景。科研團隊在這方面的下個任務是優化光敏晶格的結構。