要变色？美科学家称太阳能电池板做成绿色能效更高

有没有想过，太阳能电池板为什么只有黑色或者蓝色?当然，答案很简单，这是因为太阳能面板所采用的材料晶体硅和碲化镉是蓝色或者黑色。但是，一个来自美国加州大学的科学家团队的最新实验结果表明，太阳能电池板如果做成绿色，将会获得更高能效。

从植物颜色获取灵感

加州大学助理教授Nathan Gabor在一次偶然的情况下，得到了这个想法。「在一次学术研讨会上，我陷入沉思，物理学家总是能够解释为什么天空是蓝色的，于是我想，为什么植物是绿色的呢?」

Gabor发现，对于这个问题，尽管学界有不少设想，然而没有一个能够被证实是正确的。

一般情况下，如果一株植物想尽可能吸收太阳能，吸收太阳光谱中的绿色光是最佳选择，因为太阳光中绿光的能量最高。然而，绝大多数植物并不吸收绿光，而是反射绿光，这是因为「在太阳光谱里，绿光很多，但很不稳定。对植物而言，它们并不喜欢绿光，因为绿光很难稳定地转化能量。」

对于绿光，植物是拒绝的，它们将绿光反射掉，所以植物看起来都是绿色的。


太阳能电池板做成绿色的原因

绿色的植物反射太阳光中的绿光，目的是希望稳定地转化能量，这无疑与太阳能电池板所面临的困境极为相似：因无法稳定地转化电能，从而影响发电效率。

众所周知，太阳能电池发电的过程往往是这样的：当太阳能电池里的分子吸收太阳光时，某些电子的能量等级开始提升。分子并不能控制这些能量，所以它将电子转移到不同的分子，从而形成电流。如果电流不稳定，那发电效率则无从谈起。

Gabor教授认为，太阳光线中的绿光非常充裕，然而对植物或者太阳能电池来讲，绿光并不受欢迎。电池板在某种特定波长吸收的光线越多，信号就越波动，从而让吸收能量变得低效。总之，绿光虽强，但极不稳定，太阳能面板如果想要提高效率，必须避开绿光。

与此同时，Gabor和他的团队认为，提高太阳能电池发电效率的最佳途径是吸收两种不同颜色的太阳光，并且两种颜色都不要包含绿色。

实验结果

根据此种理论，他们设计了一种太阳能电池，该电池能避开太阳光线中的绿光。

在实验中，他们发现，当不同波长的太阳光数量发生改变时，太阳能电池吸收一种光线多，而另一种光线少，从而实现了能量的稳定输出。

最终，该电池实现了有效调节自身能量的输入与输出，起到提高太阳能电池板发电效率的效果。实验结果与他们此前的预测惊人一致。

这篇有意思的论文叫《绿色量子光电池中能量流的自然调控》，已发表在顶级科技期刊《美国化学协会杂志》(ACS Journal)的纳米研究板块。

在笔者看来，如果该太阳能电池最终能从实验室走向市场，那么在不远的将来，我们所见到的太阳能电池板可能就不再是黑色或者蓝色，而是像植物一样的绿色了。