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日本利用紫外线转化为新型有机材料

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日本秋田大学工学资源学研究科材料工学专业的辻内裕研究小组开发出了将紫外线(UV)转换成可视光、对可视光呈透明状态的有机材料。该材料在2010年9月29日——10月1日于东京有乐町东京国际论坛举行的“Innovation Japan 2010”上做了公开展示。开发该材料的目的在于使目前太阳能电池未能有效利用的紫外线能够用于光电转换,由此来提高转换效率。

该材料为通过对氨基酸之一的精氨酸和色素之一的香豆素进行合成,并溶解在三氯化铝(AlCl3)水溶液中形成的。对大部分可视光为无色透明形状,在吸收紫外线后,会以可视光形态发光。吸收波长为320nm以下的UV-B后,会转换成波长在363nm附近的UV-A。并且还会将这一光线转换成波长为475nm的蓝色光。虽然转换效率未直接进行测定,但激励光谱与吸收光谱的峰值相一致,表明转换效率较高。

将该材料涂布在非结晶Si型薄膜太阳能电池上时,转换效率比原来的数值提高了9%。辻内还表示,用在转换效率为20%的太阳能电池上的话,有望实现22%的效率。

据辻内介绍,该材料在大部分可视光波长下具有非常高的光透射率,而且耐久性也很出色。分子结构非常稳定。制造时还要使用1000kPa高压加高温的工艺,可以说是不容易破坏的材料。虽然制成器件后的耐久性的试验才刚刚开始,但材料在照射1年的UV后也未发生变化。

在太阳能电池以外的用途方面,通过涂布在窗户上可遮挡紫外线。但这时由紫外线转换的光会使玻璃发出淡蓝色的可视光。不过,通过减薄涂布膜,可使发光变得不明显。

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