利用植物分子收集太阳能

马里兰州罗克维尔——我们目前的太阳能电池板效率不高;它们最多只能将大约 20% 的太阳能转化为电能。因此，为了产生大量电力，电池板需要大量空间——有时导致森林被砍伐或农场被太阳能取代。如果太阳能电池板的效率更高，那么更小的电池板就可以产生同样多的电力，而且不会占用那么多的土地。

为了制造更高效的太阳能电池板，巴尔的摩县马里兰大学 Chris D. Geddes 教授实验室的 Lahari Saha 正致力于以一种独特的方式发电——利用植物将阳光转化为化学物质的能力使用生物分子(如叶绿素)的能量，这些分子擅长吸收阳光。Saha 将于 2 月 22 日星期三在加利福尼亚州圣地亚哥举行的第 67 届生物物理学会年会上展示她的工作。

他们的目标是利用生物分子产生电能，然后收集这些电能为设备供电或储存在电池中以备后用。该过程涉及利用分子的荧光。“任何类型的荧光分子都会发光。如果我们激发荧光团，它可以将其能量转移到金属纳米粒子，如果粒子彼此足够接近，它们将击落电子并产生电流，”Saha 解释道。Saha 解释说，该过程不仅限于发荧光的分子，它们只需要具有高光吸收性，例如叶绿素、β-胡萝卜素或叶黄素。这些中的每一个都相对便宜并且容易从植物中提取

这种基于荧光的太阳能电池板的另一个好处是更容易回收。目前，太阳能电池板依赖硅等昂贵材料，并含有可能有毒的元素，包括铅和镉——在大多数州，太阳能电池板在需要处理时被视为危险废物。但 Saha 希望她的太阳能电池板主要是植物基分子和其他相对普遍的材料，如铜，以便在时机成熟时更容易回收。此外，通过选择寿命更长的材料，她希望太阳能电池板在处理它们之前能够使用更长时间。

但 Saha 的首要目标是制造效率更高的太阳能电池板，“这样它就不会占用那么大的空间，”她说。她希望她的小型太阳能电池板能够让农场在产生能源的同时最大限度地提高粮食产量，并保护森林。