科學家成功利用病毒提升染料敏化太陽能電池效率

http://www.eettaiwan.com/ART_8800641424_675763_NT_19cb7317.HTM?click_from=8800078252%2C9949846897%2C2011-04-28%2CEETOL%2CARTICLE_ALERT

美國麻省理工學院(MIT)的研究人員發現，可將活生生的病毒應用在染料敏化太陽能電池(dye sensitized solar cells)的製程中，把高導電性碳奈米管安裝在電池的正極結構中，並因此能將電池效率提高至少三分之一。
染料敏化太陽能電池為一種光電化學(photo-electro-chemical)系統，在光敏正極與電解質之間置放半導體元件；覆蓋著染料的二氧化鈦(titanium dioxide)奈米粒子會吸收太陽光，並將電子釋放到正極中。然後那些電子會被收集起來用以啟動電流，然後由負極送回到電解質中，如此不斷循環。

而MIT的研究人員表示，透過控制病毒來將正極與奈米管交纏在一起，就能將染料敏化太陽能電池的轉換效率由8%以下，提升到超過10.6%。該研究團隊是由MIT教授Angela Belcher所率領，成員包括博士候選人Xiangnan Dang與Hyunjung Yi ，以及另兩位教授Paula Hammond與Michael Strano 。

Belcher先前就曾證實過有一種名為M13的病毒，可激勵「氫經濟(hydrogen economy)」並催生薄膜電池；而該團隊的最新研究成果，則是首見利用病毒來分隔太陽能電池內的奈米管，以避免奈米管叢聚或導致短路。每隻病毒可以在約有300個胜肽分子(peptide molecules)的一個區域內，托住10個奈米管，然後這種經過基因改造工程的病毒會分泌出二氧化鈦塗層。

如果這種新技術能成功脫離實驗室階段，該種奈米管強化太陽能電池將可搶攻估計2011年市場規模可達1,560億美元的微生物(microbial)技術產品市場；根據市場研究機構BCC Research的預測，該市場規模在2016年還可成長至2,590億美元以上。

所謂的微生物技術產品，涵蓋天然酵母、釀造啤酒，以及像是MIT所研發的M13基因工程微生物，可應用在胰島素、生質柴油以及冶金產品(metallurgical products.)等商業用途。

Belcher表示，MIT所研發的這項新技術，只需在染料敏化太陽能電池的製程中添加一個簡單的步驟，也能適用其他種類的有機與量子點(quantum-dot)技術太陽能電池。該研究專案是由義大利業者Eni透過MIT的一個太陽能研發計畫所贊助。

編譯：Judith Cheng