本報訊 日前,德國最新一期的科技期刊《應用化學》刊登了以中國海洋大學材料科學與工程研究院唐群委教授為第一作者題為 “一種既可在陽光下也可在雨水下發電的太陽能電池”的學術論文,對其團隊研發的可在雨天發電的太陽能電池做了詳細論述。該成果不僅受到國內外學術同行的高度評價,也在光伏發電產業領域產生了重要影響。
太陽能作為一種清潔能源深受人們的喜愛,但是其開發利用受天氣因素的制約很大。在太陽能發電領域,唐群委教授和云南師范大學楊培志教授領銜的團隊協同合作研發出了一種以石墨烯為材料的新型太陽能電池,使下雨天也可利用“太陽能”發電成為可能。
雨滴并非純凈水,不僅含有鈉離子、鈣離子、銨離子等多種陽離子,還含有氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子等陰離子。在前期的實驗模擬中,雨滴降落到他們研制的石墨烯材料 (與一種染料敏化太陽能電池耦合)表面后,陽離子會與石墨烯共軛結構中的離域電子形成陽離子/電子雙電層“贗電容”,而模擬雨滴在石墨烯表面的鋪展-收縮過程為“贗電容”充、放電,進而產生電壓和電流。在使用一定濃度的氯化鈉溶液模擬雨水的實驗中,此太陽能電池實現了大約100微伏/滴的電壓和0.5微安/滴的電流輸出以及 6.53%的光電轉換效率。
唐群委表示,此前,在太陽能發電領域,科學界更多的關注于如何高效的利用和轉化太陽能,而以石墨烯為材料可在雨天發電的太陽能電池的成功研發,不僅使以太陽能為代表的清潔能源的開發利用取得重要進展,也為下一步打造“全天候太陽能電池”奠定了基礎。該成果有助于延長太陽能電池的潛在發電時間,既可在雨量充沛但太陽能資源不夠豐富的地區發電,也可在酸雨多發地區,以及島礁供電和海上航行等領域發揮更大作用。
唐群委是中國海洋大學在2012年引進的“青年英才工程”第一層次人才,研究領域涵蓋染料敏化太陽能電池和海水制氫。近五年來,以第一或通訊作者在AngewandteChemieInternationalEdition、AdvancedMaterials等發表SCI論文120余篇。其該項研究項目得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金和中國海洋大學“青年英才工程”計劃的支持。?
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