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光敏蛋白+量子點造出新型太陽能電池 用在光學信息處理中

2019-12-07 15:44:22 來源 : 科技日報

俄羅斯國立核能研究大學莫斯科物理工程學院的科研人員以量子點和光敏蛋白組成的混合材料為基礎,研發出一種新型太陽能電池。有關專家指出,這種電池在轉化太陽能和光學信息處理方面具有極大潛力。相關研究發表在《光敏傳感器和生物電子學》雜志上。

單細胞生物的蛋白能夠把光能轉化成化學能(類似植物的葉綠素),這一切是通過細胞膜的正電荷傳遞發生的。單細胞與葉綠素的重大區別在于離開氧氣存活的能力,單細胞生物能生活在類似死海深處、極富侵蝕性的環境中。從進化的角度來說,它們的化學穩定性、熱穩定性和光學穩定性高。在此情況下,單細胞生物的蛋白可在億萬分之一秒內多次改變顏色,因此是制造全息處理器的極有前景的材料。

研究人員將單細胞蛋白與半導體納米粒子(量子點)結合起來,大大改善了這些性能。維克托·克里文科夫介紹說:“我們制造了高效運行的光敏晶格,它在光子能非常低的光的影響下產生電流。在普通條件下,這種光敏晶格不工作,因為光敏分子只在非常狹窄的能量范圍內吸收光。而量子點只在非常寬廣的范圍內才能這么做,甚至可以把兩個低能光子轉變為一個高能光子,就像把它們合并在一起一樣。”

有關專家指出,上述研究顯示了在生物結構的基礎上制造高效光敏元件的潛力。它們不僅能應用在太陽能轉化中,也可用在光學信息處理中。

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