研究人員使用木瓜果實中的酶對太陽能電池進行有機工程

二氧化鈦(二氧化鈦)薄膜通常用于各種類型的太陽能電池中。當前用于制造這樣的二氧化鈦膜的制造方法需要高溫以及昂貴的高端技術。代爾夫特理工大學(TU Delft)的研究人員現已開發出一種完全有機的方法，可以在相對較低的溫度下對多孔二氧化鈦薄膜進行工程處理。

在最近發表在《先進可持續系統》上的一篇論文中，代爾夫特的研究人員描述了他們如何使用一種叫做木瓜蛋白酶的酶，這種酶可以通過簡單的浸涂程序自然地在木瓜果實中發現。TU Delft的研究員Duncan McMillan博士解釋說：“在常規的家用烤箱中溫和加熱導致大部分有機材料蒸發，留下了多孔的二氧化鈦薄膜。”

表面積

使用新的生產工藝，應用物理學理科碩士生Edward Van Amelrooij創造了首批測試設備：天然染料敏化太陽能電池。McMillan說：“當前的生產方法需要強大的真空或將樣品加熱到600攝氏度所需的專用設備。” “這不僅使工藝非常昂貴，而且還會產生無法堆疊的平坦層，從而產生有限的表面積。”

相反，新方法在幾分鐘內使用酶驅動的沉積，然后在標準家用烤箱中實現蒸發。令人驚訝的是，事實證明，這些二氧化鈦層中至少可以堆疊50個。此外，同樣來自代爾夫特大學的Stephan Eijt博士使用正電子an沒光譜法顯示二氧化鈦層是高度多孔的。麥克米蘭：“這種多孔的性質使我們能夠進入較大的表面積。我們相信，與現有技術結合使用，將可提高太陽能電池的效率”

這種易于擴大規模的新生產方法，也為以可持續的方式生產低成本二氧化鈦薄膜打開了大門。麥克米蘭說：“這很可能導致廉價的工程太陽能電池可以集成在房屋或辦公室的窗戶中。” 研究人員目前正在通過使用各種染料和調節二氧化鈦層的孔隙率來提高太陽能電池的性能和穩定性。