中國科學家研發出雨天也能發電的太陽能電池

作為人類“理想型”能源的太陽能，依靠著電池技術改變了獲取能源的傳統方式。但這一技術卻受制于太陽能的最大軟肋—天氣因素，太陽能電池無法在不理想的天氣情況下輸出最優功率。

雖說雨水可以沖洗掉太陽能電池上阻礙光線照射的灰塵或污垢，相對起到了提高效率的作用，但“我們想要開發出一種陽光和雨水都可觸發的太陽能電池”。該研究的領頭人中國海洋大學材料科學家唐群委說。

3月21日，中國海洋大學（青島）與云南師范大學（昆明）的科研團隊在德國期刊《應用化學》（國際版）上發布研究報告詳細闡述了這項成果，為了使雨水也能產生電能，研究人員在高效染料敏化太陽能電池表面上覆蓋了一層石墨烯薄膜。

眾所周知，“萬能石”石墨烯是一種碳原子呈蜂窩狀排列組合成的二維晶體，與它具備的許多其他優勢相比，石墨烯以其卓越的導電性而聞名，其表面富含大量離域電子（即自由移動的電子），在遇水的情況下，石墨烯的電子可吸引正電荷離子，即我們熟知的路易斯酸堿電子理論，這一屬性也可用于去除溶液中的鉛離子和有機染料。

該科研團隊受此啟發，使用石墨烯薄膜來從雨水中獲取電能。要知道，雨水并不是毫無雜質的純凈水，其中含有能分離成正負離子的鹽分，其中正電荷離子主要為鈉離子、鈣離子與氨鹽基。據外媒《IEEE綜覽》報道，為了巧妙利用這些化學成分，科學家選用了能夠吸引正離子的石墨烯薄膜，在雨水與石墨烯的接觸點上，這些成分會被吸附到石墨烯表面，這層帶正電的離子層會與石墨烯的負電電子結合，形成一個電子與正電荷離子組成的雙層結構，能起到電容器一樣儲備電能的效果，雙層間的勢能差足以產生電壓和電流。

在測試過程中，科學家們在染料敏化太陽能電池上加了一層石墨烯薄膜，然后把它們放在一種由銦錫氧化物和塑料制成的柔韌且透明的基質上，由此形成的柔韌度高的太陽能電池的光電轉換效率為6.53%，并能從用來模擬雨水的鹽水中產生數百的微伏特（microvolt）。

“未來太陽能電池的發展趨勢可能是全天候的。”唐群委說，但這一研究尚處于概念階段，距離投入商用還需很長一段時間。唐群委還表示，他們未來的研究力度將集中于如何有效控制雨水中的各種離子，以及如何利用雨中那些常見的低濃度離子發電。（新浪科技）