辣椒神秘成分添加至太陽能電池可發揮高效電能
2021年02月07日08:56

  新浪科技訊 北京時間2月7日消息,據國外媒體報導,廚房櫥櫃中的一些佐料只能使食物變得更加美味,但人們通常不會想到它們會使太陽能電池更加高效。對此,太陽能電池科學家喬恩·馬霍爾解釋了其中的奧秘……

研究人員發現辣椒中含有一種化學物質——辣椒素,可以改善鈣鈦礦型太陽能電池,該電池是太陽能電池板的組成部分。
研究人員發現辣椒中含有一種化學物質——辣椒素,可以改善鈣鈦礦型太陽能電池,該電池是太陽能電池板的組成部分。

  從碳酸飲料到令人垂涎的薯片,許多食物發明都因其不同尋常的美味配方而聞名。太陽能電池也擁有“絕密配方”。但你想過嗎,食品成分添加到太陽能電池中,能發揮出高效電能!

  這些食品成分很常見。日前,研究人員發現辣椒中含有一種化學物質——辣椒素,可以改善鈣鈦礦型的太陽能電池,該電池是太陽能電池板的組成部分。

  加入辣椒素會使太陽能電池的活性物質顆粒發生膨脹,使其能夠更有效地輸送電能。重要的是,材料能夠從缺乏電子變成了過剩電子,從而改變了電池的工作方式,可使更多的陽光轉化為電能。從本質上講,加入辣椒素會增加電子,或許這可能與大家吃完特辣辣醬後舌頭髮麻的感覺有異曲同工之妙。

  這種含有辣椒素的電池被認為具有高效電能。實際上,這種加入辣椒提取物質的做法是增強太陽能電池性能的一種途徑,而不是為了譁眾取寵。

  但為什麼人們會想到在太陽能電池中添加辣椒呢?遺憾的是,研究人員並沒有分享他們的思考經曆,或許這僅是一個偶然發現。

  2014年,馬霍爾發表的一篇研究論文指出一種名為氯化鎂的化合物可以顯著降低太陽能電池成本(這是一種與鈣鈦礦型太陽能電池不同類型的電池)。你聽說過氯化鎂嗎?素食主義者們可能曾經吃過它。

氯化鎂可以從海水中提取,它具有多種用途,但最受歡迎的是在日式料理中,它被稱為鹽滷,它作為豆腐增稠效果的凝結劑,這項發現引起了媒體對“豆腐太陽能”的相關報導。
氯化鎂可以從海水中提取,它具有多種用途,但最受歡迎的是在日式料理中,它被稱為鹽滷,它作為豆腐增稠效果的凝結劑,這項發現引起了媒體對“豆腐太陽能”的相關報導。

  這是一種與食鹽(氯化鈉)沒有太大差別的鹽物質,可以從海水中提取,它具有多種用途,但最受歡迎的是在日式料理中,它被稱為鹽滷,它作為豆腐增稠效果的凝結劑,這項發現引起了媒體對“豆腐太陽能”的相關報導。

  這是否意味著食物化學物質能很好地轉移到太陽能電池研究中?不是真的,這種巧合更多的是與食物和化學之間的重疊,以及指導許多材料科學家探索該物質如何應用於太陽能電池將會發生怎樣的變化。

  把太陽能電池想像成蛋糕,如果向這個“蛋糕”中添加某種新分將發生怎樣的變化?烘焙後再嚐試最終的混合效果會更加可靠。

  你可以認為大多數太陽能電池的研究是由物理學家完成的,這在一定程度上是正確的,但是這項研究方法與粒子物理學家在大型強子對撞機所做的研究或者宇宙學研究幾乎沒有共同之處,以上領域通常圍繞著繁重的計算和理論工作。

  太陽能電池研究實際上是一個介於物理和化學之間的材料科學問題,新型太陽能電池技術或者相關工藝的開發是非常大的勞動密集型工作,典型方法是花費大量時間測試大量類似但略有改變的電池設計的性能。太陽能電池是由不同材料堆疊而成的,很難預測改變一個組件會對整個結構的性能產生什麼影響。

  如果研究人員在太陽能電池A層添加某種物質,A層就可能發生變化,那麼在B、C和D層也可能發生變化,類似地,如果改變C層,需要如何改變A層或者B層呢?該過程會對D層產生怎樣的變化呢?人們或許認為這是非常奇妙的事情,並且難以預測,這將激發研究人員對該領域創新的好奇心。

如果將來在食物中發現更多化合物放入太陽能電池,我們不應該感到驚訝,因為它們通常是具有有用特性的有機化合物。
如果將來在食物中發現更多化合物放入太陽能電池,我們不應該感到驚訝,因為它們通常是具有有用特性的有機化合物。

  將太陽能電池想像成為蛋糕,要想知道加入一種新成分後會發生什麼,就先烘焙然後對最終混合物取樣,這遠比試著預測它的外觀和味道要可靠得多。

  最終,我們所吃的食物就像太陽能電池一樣,是一種混合物,雖然我們從辣椒中知道辣椒素的存在,但它實際上僅是一種有機化合物,巧合的是,它具有特殊屬性,適用於太陽能電池處理,也可以用作調味品。

  馬霍爾稱,就我自己而言,我曾發明了使用氯化鎂製作豆腐的方法,直到我寫這張紙的時候才發現它是用在豆腐上的,令人遺憾的是,我在素食貨架上沒有受到啟發。所以,這些方法並不像你第一次讀到它們時聽起來那麼怪異和古怪,通常有一些最初的邏輯是基於這些化合物固有的化學物質,而這些科學幻想往往會導致更有趣的突破。(葉傾城)

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