黃鐵礦的外觀如同黃金，因此也被稱(chēng)為“愚人黃金”，這種從古羅馬時(shí)代已被人熟知的金屬欺騙了很多人，但現(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn)，這種曾經(jīng)“愚弄”了很多人的金屬也有很實(shí)在的用途——制備廉價(jià)高效的太陽(yáng)能電池。
美國(guó)俄勒岡大學(xué)的研究人員日前成功利用黃鐵礦制成了一種全新的化合物，這種化合物能夠大量吸收太陽(yáng)能，有望應(yīng)用于太陽(yáng)能電池制造。與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池制造材料不同，這種黃鐵礦化合物無(wú)毒無(wú)害，易于獲取且價(jià)格低廉，如果能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，將為太陽(yáng)能發(fā)展開(kāi)辟一條全新路徑。研究人員已將這一成果發(fā)表在最新一期的《先進(jìn)能源材料》上。
比起其他貴金屬，黃鐵礦本身價(jià)值不大，但近25年來(lái)，科學(xué)家始終認(rèn)定這種普通金屬具備的特殊優(yōu)點(diǎn)一定有用武之地，或許未來(lái)再稱(chēng)之為“愚人黃金”將不再合適。
“我們很早就發(fā)現(xiàn)了黃鐵礦能夠很好地吸收太陽(yáng)能，但在實(shí)際應(yīng)用中始終不得其道。”俄勒岡大學(xué)化學(xué)系教授科茲勒說(shuō)：“經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究，我們發(fā)現(xiàn)將其制成一種特殊化合物能夠很好發(fā)揮其特性，只是要將這些原材料制成太陽(yáng)能電池還有一些工作要做，但這種材料的潛力毋庸置疑。”
在太陽(yáng)能研發(fā)的早期階段，黃鐵礦就引起人們的興趣。黃鐵礦能夠吸收大量的太陽(yáng)能，且儲(chǔ)量豐富，相較其他競(jìng)爭(zhēng)材料，比如硅，優(yōu)勢(shì)明顯，但它的致命缺點(diǎn)是無(wú)法有效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能。
早前科學(xué)家們不知道原因何在，但最新研究已經(jīng)破解了這個(gè)難題。由于制造太陽(yáng)能電池需要大量的熱量，黃鐵礦在這個(gè)過(guò)程中會(huì)分解并形成一些新的物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)阻礙電力的產(chǎn)生。
在此基礎(chǔ)上，俄勒岡大學(xué)的研究人員開(kāi)始嘗試用黃鐵礦制成新的化合物，在保留黃鐵礦特性的同時(shí)保證其不會(huì)因高溫而分解。研究人員成功了，其中之一便是鐵硫化硅。
“從自然界提取的各類(lèi)元素中，鐵大概是最廉價(jià)的，其次是硅，而硫幾乎是免費(fèi)的。”科茲勒說(shuō)，“這些化合物穩(wěn)定、安全，并且不會(huì)分解，目前看來(lái)，似乎沒(méi)有什么可以阻止它成為新型太陽(yáng)能材料。”
這個(gè)項(xiàng)目得到了美國(guó)政府的大力支持，美國(guó)能源部為其提供了300萬(wàn)美元的研發(fā)資金。目前研究人員正在與其合作的科羅拉多國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)試驗(yàn)，試圖尋找并制造出更加合適的新材料。“這種材料的好處在于，它儲(chǔ)量豐富且成本低廉，最重要的是能夠生產(chǎn)高效太陽(yáng)能電池，這滿足了太陽(yáng)能大規(guī)模應(yīng)用的所有條件。”科茲勒說(shuō)。
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