元素百科为您介绍上海科技大学研制出彩色太阳能电池器件。近日，记者从上海科技大学获悉，该校物质学院陈刚课题组研究制备出一种基于有机无机杂化钙钛矿材料的二维彩色光子晶体薄膜，并在此基础上制成具有良好光电转换效率的彩色太阳能电池器件。相关研究已发表于《纳米快报》。 彩色太阳能电池的开发反蛋白石结构作为一种特殊的纳米结构，可以有效地优化材料的光学和电学性能；具有反蛋白石结构的薄膜可以形成光子晶体，从而展现光子晶体的诸多优越性能。研究人员首次利用模板辅助旋涂法，制备了不同纳米尺度、钙钛矿种类和合成方法的反蛋白石结构的二维钙钛矿光子晶体薄膜。这类薄膜呈现丰富的色彩和一系列不同于本征钙钛矿材料的特殊性质，如能带的偏移。同时，综合运用同步辐射表面掠入射X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外可见吸收谱、荧光光谱和反射谱等表征手段，系统地研究了二维钙钛矿光子晶体薄膜的结构和光电性能。在此基础上，研究人员进一步将二维光子晶体薄膜作为吸光材料应用到钙钛矿太阳能电池中，成功制备出高效并具有丰富色彩的太阳能电池器件。彩色太阳能制备的意义专家表示，此类尝试在相关领域尚属首次，为制备多功能钙钛矿光电器件提供了一种全新的思路。据悉，相关制备方法已申请国家专利。

元素百科为您介绍纳米新技术让光制氢效率提高两倍。利用光催化剂在光解水池中将水直接裂解为氢气和氧气，被认为是获取氢能的重要方法之一。美国斯坦福大学材料科学与工程学院崔屹课题组设计出一种钙钛矿太阳能电池驱动的光解水复合体系，可使光解水制氢的转化效率达到6.2%，是利用普通方法转化效率的三倍。相关研究成果发表在近日出版的《科学进展》杂志上。 光解水制氢技术面临难题该研究主要负责人丘勇才、陈维博士接受记者采访时表示，光解水可视为一种人工光合作用，即利用光催化剂在光解水池中将水直接裂解为氢气和氧气。然而，光解水制氢长期面临转化效率低、光催化剂稳定性差等难题，利用普通的光解水化学池来分解水的效率仅约2%。为提升光到氢燃料的转化效率，该课题组设计出一种全新的光催化剂纳米结构的电极，将光解水性能优越的钼掺杂的矾酸铋薄膜沉积于导电的纳米锥阵列上，从而使得基于纳米锥阵列的光解水电极具有较大的性能提升。纳米技术提升光制氢效率陈维介绍说，对比于传统的光解水电极的平面结构，纳米锥阵列结构的电极具有更好的光利用、电荷收集和限光特性。不仅如此，基于纳米锥阵列的光解水池在一天中的不同时间段都会有很好的光利用效果。此外，为了使该性能大幅提升的光解水池能够在不需要外加电源的条件下独立工作，他们设计了一种利用太阳能电池来直接驱动光解水池的复合体系。该复合体系的太阳能电池是由目前已知的性能最为优越的钙钛矿材料组成。钙钛矿太阳能电池在吸收太阳光后输出的电可直接用来驱动光解水池分解水，从而使得光至氢的转化效率达到6.2%。未来，利用该钙钛矿太阳能电池光解水池的复合体系，光到氢的能源转换效率有望提升到新高度，从而为获取绿色氢能源提供一个重要途径。据介绍，论文的通讯作者为清华大学和中科院苏州纳米所双聘教授、国家“千人计划”特聘专家张跃钢研究员和斯坦福大学崔屹教授，该研究还得到清华大学范守善院士的支持。

元素百科为您介绍橙皮提取物和二氧化碳可合成纯天然的绿色材料。德国拜罗伊特大学研究小组利用橙皮中提取的苎烯氧化物（Limonenoxid）与二氧化碳合成，获得了一种名为PLimC的聚碳酸酯材料。这种纯天然的绿色材料具有广泛用途，该项成果被刊登在《自然—通讯》杂志上。 PLimC聚碳酸酯材料的应用价值PLimC是通过苎烯氧化物与二氧化碳合成的一种特殊聚碳酸酯材料，它与一般聚碳酸酯不同点在于不含有害物质双酚A。因此，新的基于天然生物元素合成的聚碳酸酯具有一系列特殊性能，有特别的工业应用价值。PLimC耐热、透明、强度高，特别适合作为涂料。研究小组负责人格雷纳教授解释说：“我们发现的具体例子显示，PLimC特别适合作为原料，具有双键，可用于进一步的定向合成，进而开发出许多有特性的功能材料。”如可合成出基于PLimC的抗微生物聚合物，能用于开发防止人体大肠杆菌积累的新药；可制成医学治疗和护理中使用的容器，显著减少医院环境下的感染风险，或作为人体植入材料，以避免人体组织发炎和感染。PLimC聚碳酸酯材料用途广泛此外，PLimC作为亲水性聚合物原料，具有与水强相互作用能力，因此可以相对快速地被微生物分解。它还可以作为海水处理材料，分解海水中有害成分。未来利用这种材料制成塑料瓶、塑料袋或其他容器，可以大大降低海洋中非可溶性塑料颗粒带来的污染。在合成工作发挥重要作用的豪恩施泰因博士称：“如果希望有选择地开发基于PLimC的新材料，几乎不会存在任何限制。”他表示：“生产PLimC工艺简单而且环保。从橙子去皮、橙汁生产到橙皮利用，可以做到循环生产，并且可以利用生产中排放的二氧化碳，不让它释放到大气中。此外，基于PLimC开发各种塑料不会有很大技术难度和财务负担，可做到生态无害和可回收利用。”格雷纳教授补充说：“塑料企业常怀疑新发明只是满足了技术进步，实际生产并不可行。我们的研究结果清楚表明，这种新塑料不仅环保，而且可以满足高工艺生产要求。”