 太阳能是极好的未来能源，它既环保无污染又丰富可持续，但是，如何提高太阳能电池的效率，一直让科学家们头疼不已。这不，一些被折磨“疯”了的科学家已经准备将太阳能电池作为原料，往上面加点调料烹调成菜吃掉了，不料，加了“调料”却有了让人惊喜的收获。 往太阳能电池中加点盐 你知道吗?太阳能电池表面有一层“盐”，这层盐是提高其性能的关键所在。 二氧化钛是太阳能电池最常用的基质，光催化活性高、稳定性好、价格低廉、原料丰富等优点让它深受青睐。但是二氧化钛只能吸收约占太阳光谱5%的紫外光，无法利用可见光和近红外光的能量，电导率也比较低，这都使得二氧化钛太阳能电池的效率不高。为了解决这些缺陷，常用方法是在二氧化钛板上覆盖涂层，增加光吸收率和电导率。
氯化镉曾经是一种常用的太阳能电池表面涂层，只需要薄薄地涂上一层，就能使太阳光转换为能源的效率从2%提高到15%。但是，镉元素在自然界中储量较少，价格昂贵，而且氯化镉有一定毒性，在制造和使用过程中会伤害人体，这制约了它在太阳能电池中的使用量和使用范围。 好在这一困境被另一种物质解决了，那就是氯化镁。氯化镁是一种可以从海水中提取的盐。海水中除了我们常吃的食盐，第二多的盐类就是氯化镁，因此，与氯化镉相比，氯化镁含量丰富得多，也更加廉价，其每克的成本仅是氯化镉的三百分之一。英国利物浦大学的物理学家乔纳森·梅杰将等量的氯化镁和氯化镉涂到太阳能电池上，发现两者对太阳能电池效率的提高程度不相上下。而且，氯化镁是无毒的，涂到电池上后，研究人员可以反复对其进行试验，从而使电池取得最佳的能源转换效率。 在替代氯化镉成为太阳能电池涂层之前，氯化镁的应用范围就很广，它可以用于公路除冰、制作化肥、给动物补充微量元素、作为灭火器原料等，但在梅杰发现它的新用途之前，从没人想到将氯化镁涂到太阳能电池上试一试。梅杰之所以迸发出这一灵感，也许得益于豆腐。氯化镁最接近日常生活的时候是在制作豆腐的过程中，它是将豆浆点成豆腐的凝固剂，也许梅杰兴起将氯化镁涂到太阳能电池上的念头时，他正在怀念豆腐的美妙滋味。 太阳能电池加辣味更好 你喜欢吃辣椒吗?许多人不能抗拒辣椒的火辣滋味，而且不仅人们喜欢辣椒，连太阳能电池也爱“吃”辣。 近年来，以钙钛矿作为涂层的太阳能电池迅速崛起，研究者预测钙钛矿太阳能电池的转化效率或可高达50%，具有广阔的商业化应用前景。不过，钙钛矿太阳能电池的转化效率目前还没有那么高，因为受电子活动规律的限制，接收光能过多时，多余的电能会转化成热能耗散出去，电池的效率会下降。最近有研究人员发现，天然、廉价的添加剂——辣椒素有望解决这个问题。
来自中国和瑞典的科学家共同发现了这个规律，他们将辣椒素喷洒到钙钛矿前体上，随后将其涂布到太阳能电池表面。测试结果显示，当将质量分数为0.1%的辣椒素添加到钙钛矿前体中时，电池的转化效率从原来的19.1%提高到了21.88%。不仅如此，增强版的太阳能电池还表现出了更好的稳定性：在环境空气中暴露800小时后，它仍能保持90%以上的初始效率。 研究者分析了辣椒素能提高太阳能电池性能的原因，他们认为加入辣椒素后，太阳能电池的活性物质颗粒发生了膨胀，大幅填充了钙钛矿薄膜的密度缺陷，使电子密度增加了一个数量级，促进了电荷传输，可使更多的阳光转化为电能。为什么辣椒素会有这种神奇的作用?联系一下我们平时享用辣椒的经历也许会帮助理解，我们吃了辣椒后也常常有舌头发麻甚至肿胀的感觉，辣椒素对太阳能电池的其他组分的作用也可能与此相似。
不过话说回来，为什么研究者们要将辣椒素喷到太阳能电池上呢?研究人员并没有分享他们的思考经历，这也许是源于一次意外的食品“事故”，譬如在吃饭时，不小心打翻的酱料碟落在了一旁的太阳能电池上，由此催生了这一奇妙的想法。 “烹调”太阳能电池听起来非常古怪，但其实太阳能电池本身就是一个由许多有机物堆叠而成的产品，其中许多有机物在食品工业中都有应用，再加一些调味料上去，两者之间会发生什么奇妙的化学反应，谁知道呢?这也许就是科学研究的魅力所在吧。 |
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