第130章 生物太陽能面板

  姜大鄴把太陽能面板的設計圖紙拿到物理基礎實驗室，請相關的專家和教授仔細審查一下，希望從中能夠找到不達標的原因。

  太陽能面板是指利用半導體材料在光照條件下發生的光生伏特效應將太陽能直接轉換為電能的器件，是諸多太陽能利用方式中最直接的一種。

  目前市面上的太陽能電池分為非晶硅和晶體硅類。

  晶體硅類太陽能電池，有機薄膜太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池等等。

  其中晶體硅又可以分為多晶硅和單晶硅。

  單晶硅太陽能電池的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24%。

  這是所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但製作成本很大，以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。

  多晶硅太陽電池的製作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉換效率則要降低不少，其光電轉換效率約12%左右。

  從製作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料製造簡便，節約電耗，總的生產成本較低，因此得到大量發展。

  鈣鈦礦太陽能電池，一種鈣鈦礦結構的有機太陽能電池的轉化效率或可高達22.1%，能大幅降低太陽能電池的使用成本。

  這種材料的成本非常低，但是性能極其不穩定，使用壽命也得不到保證，現在還沒有大規模的推廣。

  有機薄膜電池……

  …

  姜大鄴得到的未來太陽能面板嚴格的來說並不是屬於以上任何一種。

  從屬性來說，它是一種生物太陽能面板！

  它既可以支持硅晶類的太陽能電池，也可以支持有機薄膜類的太陽能電池。

  這是一種多用途的生物太陽能面板。

  他充分的利用海藻中的葉綠素，藻紅蛋白，藻藍蛋白吸收各種紅綠藍光的特性，大範圍吸收陽光。

  現在的太陽能電池，包括21世紀的太陽能電池都是主要吸收紅外線而產生電能。

  而這種生物太陽能電池，可以吸收絕大部分光譜中的光輻射，產生的電量比起一般的電池要多得多。

  以前建造源於生物的電池時，採取的方法是提取細菌光合用途所用的天然色素，但這種方法成本高且過程複雜，要用到有毒溶劑，且可能導致色素降解。

  為解決上述問題，研究人員將色素留在細菌中。

  他們通過基因編輯手段改造大腸桿菌，生成了大量葉綠蛋白，藻藍蛋白，藻紅蛋白等等。

  這些蛋白類通過特定的環境下會分解成葉綠素，褐藻色素，番茄紅素等等。

  這些東西吸收光線並轉化為能量來說特別有效。

  研究人員為細菌塗上了一種可以充當半導體的礦物質，然後將這種混合物塗在玻璃表面。

  他們採用塗膜玻璃作為電池陽極，生成的電流密度達38.89毫安/平方厘米，而該領域其他研究人員實現的電流密度僅為0.362毫安/平方厘米。

  換算成一平方米的功率也就是169瓦，如果再加上單晶硅轉化后的電能，就很有可能達到600瓦。

  普通商用1000瓦太陽能發電系統的電池效率約為13-22％，一平方米的功率也就是130－220瓦，一小時的功率也就是0.13－－0.22千瓦時。

  按照每天平均十小時日照計算，一平方米產生的最大電能差不多可以達到6000瓦，即6度電。

  這個數字是非常恐怖的！

  當下這個年代的太陽能在最理想的情況下也就產生2度電。

  三倍的數據差，完全就可以大面積的推廣，甚至是自營發電機廠。

  杜囯盈想自主建設發電機廠，不是沒有可能，尤其是在講究環保的歐盟完全有可行性。

  這種材料打造的這種太陽能電池產生的電流比之前記錄的任何類似裝置都要強，而且無論在強光和弱光環境下都同樣有效。

  等以後智能手機開發出來后，完全可以打造成一個永不充電的生物智能手機。

  此外，這種源於生物的材料還可廣泛應用於採礦、深海勘探以及其他低光環境等領域。

  姜大鄴得到的生物基礎知識裡面，有基因編輯技術的詳細使用介紹。

  CRISPR/Cas9基因編輯技術是基因編輯領域的最亮眼的技術，是目前最簡單、便捷的基因編輯技術。

  據說，任何一個有基本分子生物學背景的學生，都能在短時間內學會並操作該技術。

  它於2012年問世，在問世后的極短時間內就在世界範圍迅速擴散並受到追捧。

  該技術的開創者法國生物化學家埃馬紐埃爾·沙爾龐捷和美國生物學家詹妮弗·杜德納，他們也憑此摘得2020年諾貝爾化學獎。

  至於CRISPR/Cas9基因編輯技術的原理，簡單來說涉及兩個工具：嚮導RNA和一種酶。

  嚮導RNA負責找到目標基因，作用相當於一個定位儀;核酸酶相當於基因剪刀，能剪斷目標基因連接，使我們能剪切掉不需要的基因，以及插入新的基因。

  現在，問題的重點就是，這種基因編輯手段所需要的幾種藻類的DNA和RNA沒有資料記載。

  這需要很長一段時間才能夠分解出來，並且驗證、核實這些DNA的功能。

  現在的半導體和DNA技術，永遠不能和21世紀后的技術革新時代相同並論。

  儘管藻類的DNA比較簡單，但也需要一個月才能完全解析出來。

  為了儘快的完成這個實驗項目，姜大鄴出資1億多美元，從美國的賽默飛公司購買了十套DNA測序儀，以及大量的微生物實驗設備和動植物檢測設。

  現在這些高端的實驗設備和檢測設備，基本都是國外公司壟斷。

  等幾年後，國內科學技術發展突破到一個新階段，完全有可能實現全面自主生產。

  這就能讓這些設備的價格大大降低。

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