在科技的發(fā)展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當下最需要研發(fā)太陽能的使用。來自美國加州大學洛杉磯分校、中國蘇州大學和吉林大學等單位的科學家發(fā)現(xiàn)咖啡因可以助力新型太陽能電池提高光電轉換效率。該研究為這種低成本的可再生能源技術與傳統(tǒng)硅太陽能電池技術進行市場競爭提供了可能。相關成果近日刊登于《焦耳》。

 這個想法的靈感來源于早晨喝咖啡時的玩笑。研究人員回憶，“有一天，當我們喝著咖啡討論鈣鈦礦太陽能電池的相關研究時，同事開玩笑說：‘我們需要咖啡來提神，那鈣鈦礦呢?它是不是也需要喝咖啡才能更好地工作?’”

這個隨口一提的想法讓研究人員意識到咖啡因其實是一種生物堿，它的分子結構中存在可能和鈣鈦礦前驅材料相作用的單元。鈣鈦礦是一種具有特殊晶體結構的新型太陽能電池吸光材料。

于是，研究人員制備了40片混合了咖啡因的鈣鈦礦薄膜，并借助紅外光譜證明了咖啡因和這種材料之間的相互作用。研究人員發(fā)現(xiàn)咖啡因中的羰基和鈣鈦礦層中的鉛離子形成了一種“分子鎖”。這種相互作用提高了鈣鈦礦形成時所需克服的能量勢壘，把太陽能電池的效率從17%提升到了20%。而且，當材料被加熱時，這個分子鎖的作用依然存在，保護了材料不會因為受熱而分解。

盡管咖啡因能幫助鈣鈦礦太陽能電池提升性能，但研究人員認為在其他類型的太陽能電池中，它并不能起到類似的作用。如果某一天人們能高效利用太陽能，相信能解決很大的能源問題，畢竟太陽能是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的，能保證人類的永續(xù)發(fā)展，需要我們科研人員更加努力。