野炊做飯電氣化——捲紙式太陽能電池

現在的塑膠和塑膠用品成千上萬，人們已經司空見慣,但有一種塑膠,目前可能絕大多數人都沒有見過。這種塑膠在太陽下一曬,就能發出電來,可充當電池。它與現在的太陽能電池的不同之處是便宜而方便,可以像桌布一樣捲起來攜帶。

這種電池是誰發明的?為什麼要發明這種電池?很多人感到奇怪。其實,凡是一種新發明,都有它的背景。比如,現在市場上的太陽能電池並不少,在有些計算器上、鐘錶上就有用太陽能電池的。在北京紫竹院公園大門附近就有一個大的石英電子錶,其中的電源就是太陽能電池。但這些太陽能電池都是用矽一類的半導體材料製造的,價錢比較貴。

美國麻省遠景研究開發公司有一位名叫阿爾文·馬克斯的太陽能專家,早就想發明一種便宜的太陽能電池，但一直沒有找到合適的材料。自從有了導電塑膠後，阿爾文茅塞頓開,因為塑膠便宜。你可能會問,塑膠能導電嗎?的確,絕大多數塑膠都不導電,但現在科學家們用一種叫聚乙炔的塑膠再在其中摻一些碘,就能使不導電的塑膠成為導電的塑膠。有了導電的塑膠,阿爾文就開始研究太陽能塑膠電池。

阿爾文調查了目前美國最便宜的電力生產成本大約是每瓦1.5美分,而如果用導電塑膠薄膜製造太陽能電池,生產每瓦電力只需1美分。原因是導電塑膠膜的價錢比半導體矽太陽能材料便宜好幾倍。

但導電塑膠膜並不像開始想象的那麼美好，它本身不管怎麼暴曬,雖說也能產生電流，但也難以當電池用。阿爾文最後明白了,要想將導電塑膠製成太陽能電池，還要經過一些“手續”。最主要的是要事先把導電塑膠浸到一種溶液中,這種溶液裡含有一種物質可以把太陽光線的能量轉變成電荷。這種溶液也是阿爾文經過無數次實驗才找到的。據他說，溶液內有三種成分的分子,第一種成分稱為卟啉，它的作用是能捕獲陽光中的能量;第二種成分稱為苯醌,受陽光照射後,它就帶負電荷;第三種成分受陽光照射後就帶正電荷。這三種成分“並肩作戰”一起努力,就能把太陽的光能變成為電能。方法有點類似植物用葉綠素捕獲太陽能的過程,只是一個是把光變成電,一個是用光合作用變成有機物將能量儲存起來。

導電塑膠膜浸進了三種成分後,就具有了太陽能電池最主要的功能,但還要在導電塑膠膜的兩端安上兩個電極,一個是正極,一個是負極,這樣,展開的導電薄膜只要在太陽下一曬,正電荷就都跑到了正極上,而負電荷則都跑到了負極上。兩個電極之間再透過導線一連線，就能產生電流。

以後,你如果在風和日麗的天氣去郊遊,把幾平方米的大型導電塑膠太陽能電池像捲紙一樣捲起來,就可以方便地攜帶。到了目的地以後把它展開,像個乒乓球檯一樣大,太陽一曬,就能發出很多的電能,像電爐似的,使野炊做飯也可以電氣化了。