[科普中国]-叶绿素发电

叶绿素发电植物中有一种叫作叶绿素的色素体，在阳光照射下进行光合作用，并产生能量，这种能量实质上就是电子流。1

叶绿素发电实验日本岛根大学农学都的落合英夫教授等人，把生长在温泉附近的耐高温的蓝藻用离心机脱水，使其成果酱状，然后把它涂在氧化锡板上数十微米厚，作为阴极，用铂作阳极。用这个装置成功地获得了8~10微安电流。1

格洛丝把叶绿体涂在微型过滤薄膜上，用这种薄膜来分割两种溶液。一种溶液中含有释放电子的化学物质，另一种溶液则含有电子受体。当光线透过电子受体溶液照射到叶绿体上时，两者都受到激发，电子从释放电子的溶液中通过叶绿体进入电子受体溶液。发现由于某些电子受体分子对光非常敏感，失去活性的叶绿体也会产生电压。研究者根据覆盖在薄膜上的叶绿体面积，计算出总光能中立即转化为电的最多只有3%左右，其中叶绿体提供约2/3。2

叶绿素发电应用意大利米兰比科卡大学的Mib-Solar 研究所是太阳能发电领域最先进的研究机构之一，该机构目前正在实验一种叫DSCtechnology 的太阳能发电涂料。DSC 全称Dye-sensitised Solar Cell，意即“色素增感太阳电池”。

DSCtechnology 太阳能发电涂料的基本原理是利用叶绿素的光合作用。研究者称，构成该涂料的色素在吸收太阳光后，能激活光电系统、连通电路，从而产生电能。涂料用的色素原料可以用各类水果的果汁来加工，如蓝莓汁、覆盆子汁、红葡萄汁等。最适合该涂料的颜色是红色和紫色色系。

叶绿素发电优点从成本考虑，发电涂料要比电池板经济。这种太阳能发电涂料的成本只有太阳能电池板主材料硅的1/5。它基本上是由有机涂料和氧化钛组成，原材料都很廉价且可大批量生产。这种涂料的优点不光是成本低，对环境的适应性也远超“硅”电池板。在天气不良或光照暗等条件下，例如阴天或黎明、黄昏时都能产生效果。

叶绿素发电缺点不如“硅”板耐久，而且吸收效率较低。太阳能电池板的保质期一般是25 年，实际上很多30 年前安装的太阳能发明设备至今仍在生效，而太阳能发电涂料的设计寿命却只有10～15 年；太阳能电池板的吸收效率是15%，发电涂料的效率也只有前者的1/2 左右，仅约7%。太阳能涂料吸收效率低的弱点，可以由大面积涂抹的优点来抵消。因此，它依然为太阳能发电的普及提供了可能。如能顺利投入市场，便可大大降低太阳能发电的成本，让太阳能发电技术普及到日常应用。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学