研究人員利用木瓜果實中的酶來有機地制造太陽能電池

二氧化鈦（二氧化鈦）薄膜通常用于各種類型的太陽能電池。 目前用于制造這種二氧化鈦薄膜的制造方法需要高溫，以及昂貴的高端技術(shù)。 德爾夫特工業(yè)大學(xué)(TUDelft)的研究人員現(xiàn)在開發(fā)了一種完全有機的方法，在相對較低的溫度下制造多孔二氧化鈦薄膜。

在最近發(fā)表在“先進可持續(xù)系統(tǒng)”上的一篇論文中，Delft研究人員描述了他們?nèi)绾问褂靡环N叫做木瓜蛋白酶的酶，這種酶自然可以在木瓜果實中找到，用一種簡單的浸涂程序。 TU Delft研究人員Duncan Mc Millan博士解釋說：“常規(guī)家用烤箱中的溫和加熱導(dǎo)致大部分有機材料蒸發(fā)，留下多孔二氧化鈦薄膜?！?/p>

利用新的生產(chǎn)工藝，應(yīng)用物理碩士學(xué)生Edwardvan Amelrooij創(chuàng)造了第一個測試設(shè)備：天然染料敏化太陽能電池。 麥克米倫說：“目前的生產(chǎn)方法需要強大的真空或?qū)ｉT的設(shè)備來將樣品加熱到600°攝氏度。” “這不僅使這一工藝非常昂貴，而且還產(chǎn)生不能堆疊的平坦層，產(chǎn)生有限的表面積。

相比之下，這種新方法在幾分鐘內(nèi)使用酶驅(qū)動的沉積，然后在標準家用烤箱中蒸發(fā)。 令人驚訝的是，這些二氧化鈦層中至少有50層可以堆疊。 此外，也是TUDelft的StephanEijt博士利用正電子湮沒光譜揭示了二氧化鈦層是高度多孔的。 麥克米倫：“這種多孔的性質(zhì)使我們能夠進入一個大的表面積。 我們認為，如果與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合，這將提高太陽能電池的效率“

這種新的生產(chǎn)方法應(yīng)該很容易擴大規(guī)模，也為以可持續(xù)的方式生產(chǎn)低成本的二氧化鈦薄膜打開了大門。 麥克米倫說：“這很可能導(dǎo)致廉價工程太陽能電池，可以集成在房屋或辦公室的窗戶中?！?研究人員目前正致力于通過使用各種染料和調(diào)節(jié)二氧化鈦層的孔隙率來提高太陽能電池的性能和穩(wěn)定性。

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