俄罗斯研究人员将蛋白和量子点结合造出太阳能电池

日前,俄罗斯国立核能研究大学莫斯科物理工程学院的学者们在由量子点和光敏蛋白组成的混合材料的基础上,制造出了“太阳能电池”。研究结果发表在《光敏传感器和生物电子学》杂志上。

  日前,俄罗斯国立核能研究大学莫斯科物理工程学院的学者们在由量子点和光敏蛋白组成的混合材料的基础上,制造出了“太阳能电池”。研发人员认为,这种电池具有极大的太阳能潜力和光学信息处理潜力。研究结果发表在《光敏传感器和生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)杂志上。

俄罗斯研究人员将蛋白和量子点结合造出太阳能电池

资料图

  太古代单细胞生物的蛋白能够把光能加工成化学联系能(类似植物的叶绿素),这一切是靠通过细胞膜的正电荷传递发生的。与叶绿素的重大区别在于离开氧气存活的能力。这有助于太古代单细胞生物生活在类似死海深处的、极富侵蚀性的环境中。

  从进化的角度来说,这导致它们的化学稳定性高、热稳定性高、光学稳定性高。在此情况下,在进行质子“压送”时,蛋白在亿万分之一秒内多次改变颜色,因此是制造全息处理器用的富有前景的材料。

  莫斯科物理工程学院的学者们大大改善了这些性能,把它与量子点——半导体纳米粒子结合起来。

  “我们制造了高效运行的光敏晶格,它在光子能非常低的光的影响下产生电流。在普通条件下,这种光敏晶格不工作,因为光敏分子只有在非常狭窄的能量范围内吸收光。量子点只有在非常宽广的范围内才能这么做,甚至可以把两个低能光子转变为一个高能光子,就像把它们合并在一起一样”,——莫斯科物理工程学院科研人员维克托·克里文科夫介绍说。

  莫斯科物理工程学院获得了一个能够从紫外线到红外线范围的照明下运行的晶格。研究者们认为,所获结果显示了在生物结构的基础上制造高效光敏元件的潜力。它们不仅应用在太阳能中,也应用在光学信息处理中。

  研究者们强调纳米-生物-混合材料的质量非常高,以及超越排列效果可能提高的良好商业样品的前景。科研团队在这方面的下个任务是优化光敏晶格的结构。

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