所謂的用樹木制造太陽(yáng)能電池技術(shù)，就是以纖維素納米晶體基板替代現(xiàn)有的基板材料如玻璃、塑料薄膜繼而以可循環(huán)利用環(huán)保材料實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池技術(shù)綠色生產(chǎn)的一項(xiàng)技術(shù)。

 

    這項(xiàng)技術(shù)已被刊登在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）雜志上。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的臨時(shí)專利也已經(jīng)由美國(guó)專利局登記在案。

 

　　研究人員稱，這種有機(jī)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了2.7%，這一數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他使用可再生原材料作為基板的太陽(yáng)能電池。同時(shí)，用來(lái)裝配太陽(yáng)能電池的CNC基板是光學(xué)透明的，這使得光線可以穿過(guò)它們后再被一層纖薄的有機(jī)半導(dǎo)體吸收。等到了回收再利用的環(huán)節(jié)，只需要在室溫下將太陽(yáng)能電池浸入水中，不消幾分鐘，CNC基板就會(huì)溶解，而電池本身則可以被輕松的分離出來(lái)。

 

　　喬治亞理工學(xué)院的教授伯納德·基普倫（Bernard Kippelen）主導(dǎo)了這項(xiàng)研究，普渡大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授杰弗里·揚(yáng)布拉德（Jeffrey Youngblood）合作參與到了其中。基普倫同時(shí)也是喬治亞理工學(xué)院有機(jī)光電學(xué)中心(COPE)的主管，他表示他們的成果為尋找真正的可循環(huán)、可持續(xù)、可再生太陽(yáng)能電池技術(shù)打開了一道新的大門。此次的研究正是COPE的最新項(xiàng)目，他們的主要研究方向是印刷電子技術(shù)（比如我們報(bào)道過(guò)的透明電路），實(shí)際上COPE在去年就推出了史無(wú)前例的全塑料太陽(yáng)能電池。

 

　　“為太陽(yáng)能技術(shù)開發(fā)的有機(jī)基板愈發(fā)成熟，這為工程師們指出了未來(lái)的應(yīng)用方向。但是也要時(shí)刻牢記，有機(jī)太陽(yáng)能電池必須同時(shí)具備可循環(huán)性。假使我們的技術(shù)能利用可再生能源來(lái)獲取能量卻不能在使用壽命結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行正確的處理，那么我們就只解決了對(duì)化石燃料的依賴這一個(gè)問題，甚至可以說(shuō)我們同時(shí)又為自己創(chuàng)造了一個(gè)新的難題。”基普倫說(shuō)。

 

　　迄今為止，有機(jī)太陽(yáng)能電池主要都是裝配在玻璃或者塑料基板上的，這兩者無(wú)一是易于循環(huán)利用的，而且石化材料的基板并不環(huán)保。舉例來(lái)說(shuō)，如果用玻璃裝配的太陽(yáng)能電池在制造或安裝過(guò)程中發(fā)生了破碎，那么隨之產(chǎn)生的無(wú)用材料將難以處理。紙質(zhì)基板更環(huán)保，然而它們的性能表現(xiàn)卻受制于其高度粗糙并且多孔的表面。至此，用木料制作的纖維素納米材料基板的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)——它們綠色環(huán)保，可再生又可持續(xù)，而表面粗糙度值僅為兩納米。

 

　　基普倫說(shuō)：“下一步我們的工作方向是將功率轉(zhuǎn)換效率提升到10%以上，這一數(shù)字將接近于那些裝配在玻璃或者石化材料基板上的太陽(yáng)能電池。”他們的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)優(yōu)化太陽(yáng)能電池電極的光學(xué)特性來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。

 

　　使用天然產(chǎn)物來(lái)制造纖維素納米材料還能為林業(yè)發(fā)展帶來(lái)積極的影響——美國(guó)的林產(chǎn)品工業(yè)計(jì)劃在大規(guī)模化生產(chǎn)開始后實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)噸級(jí)別的產(chǎn)量，而這一切都可能在未來(lái)五年內(nèi)發(fā)生。