在美国，太阳能的使用逐渐增多，但还是很少能见到放在屋顶的太阳能板。用户花费数千美元，许多年都不能收回成本。但科学家可能有一个解决方案。研究人员报告他们开发了一个独特的“环保”天线，可能会使某种太阳能电池的效率翻倍并使它们更加便宜。这些天线是由生物的和无毒性材料制成，理论上是可以食用的，研究者说。

在美国，太阳能的使用逐渐增多，但还是很少能见到放在屋顶的太阳能板。用户花费数千美元，许多年都不能收回成本。但科学家可能有一个解决方案。研究人员报告他们开发了一个独特的“环保”天线，可能会使某种太阳能电池的效率翻倍并使它们更加便宜。

研究者们在美国化学学会(ACS)第250次全国工作会议暨展会上展示了研究成果。

“大多数的太阳光发射在非常广泛的波长频段，”Challa V. Kumar博士说。“如果你想使用太阳能来发电，你会想要获得尽可能多的光谱。”

但目前人们购买的硅太阳能电池对于吸收光谱的蓝色部分不是很有效。所以康涅狄格大学的Kumar研究小组建立了一个天线，用来收集那些未被利用的蓝色光子，然后将它们转换为低能量的、可被硅转换成电流的光子。

“世界各地的许多团体正努力制备这种天线，而我们是世界上第一个做出来的，”他说。

商用太阳能电池可以很好地将约600到1000纳米的光转化为电流，而不能转换350到600纳米范围的光。这是目前市面上的太阳能电池转换效率只有11到15%的部分原因。高端面板可以达到25%的效率，但大多数用户负担不起。实验室样品可达到更高的效率，但很难扩大规模。

将光谱中大部分未被使用的波长转换成用户负担得起的太阳能电池并不是一项简单的任务。为了解决这个问题，Kumar转向使用有机染料。太阳光中的光子激活染料分子，然后在适当情况下，释放更低能量的且更有利于硅转换的光子。

但为了使染料分子共同工作，它们需要被单独地和密集地包裹，同时满足某些量子力学要求。为了解决这个问题，他们通过混合将染料嵌入到蛋白质-脂质水凝胶中，加热，然后冷却至室温。用这个简单的方法，材料包裹着单独的染料分子，包裹时使它们分开。不是创建一个无线电天线，然而，这个过程在太阳能电池上制备一层薄的粉红色的薄膜。

“这是非常简单的化学反应，”Kumar说。“这可在厨房里或在偏远的村庄里制备。使它可以被廉价地生产。”

这些天线是由生物和无毒材料制成，理论上是可食用的，Kumar说。“不是说需要你吃太阳能电池，它们应该是可降解的且不会积累在环境中，”他说。

现在，他的团队正与康涅狄格州的公司合作找出如何将人工天线用于商业太阳能电池。在其他项目中，他们也正在寻找方法将通用水凝胶应用在药物输送和白色发光二极管中。

新材料在线编译整理——翻译：Grubby    校正：摩天轮