虾子还可制造有机太阳能电池?

为了制造高效率的有机太阳能电池与太阳能板，全球各地的太阳能研究人员正致力于寻找最佳的材料组合。然而，其中一支研究团队却要求仅限于在大自然中寻找材料——即所谓的“au nature” (纯天然)，然后再利用这些天然材料制造出值得生产的碳基有机太阳能电池、先进的储能组件，以及更快开发燃料电池。

富含丰富甲壳素的虾子很可能就是关键之一。

伦敦大学玛丽皇后学院以Magdalena Titirici教授为主导的研究小组专门研究虾子或虾子的甲壳素。“我们的研究团队对于从可再生且低成本的天然前体中生产纳米结构的碳材料以实现可再生能源应用十分感兴趣，”Magdalena Titirici表示，“我们目前正深入探索利用虾壳作为多孔碳来源的想法。”

虾子内含甲壳素，可以作为氮掺杂碳的来源以及可溶解的碳酸钙，用于作为诱导孔隙的牺牲模板。Titirici说，“多孔且氮掺杂的碳材料目前用于作为储能组件的电极，或燃料电池中的催化剂。然而，在这种特殊的情况下，我们只利用虾的甲壳素来产生具有光学性能的氮掺杂碳纳米粒子。”

可大量供应的普通虾壳中含有开发高效率有机太阳能电池所需的成份。

目前的转换效率还不到1%

Titirici以及在伦敦大学玛丽皇后学院的其他研究人员们宣称，他们不仅最先发现在虾壳中含有有机太阳能电池前体，同时也发现存在于海洋中的其他甲壳类动物外壳中，显示这种天然的前体能用极便宜的价格取得丰富大量的来源。在甲壳素与壳聚糖中的基本物质明显比有机太阳能电池中常用的钌和铂更便宜。遗憾的是，这些材料的效率非常低。然而，研究人员们仍对其寄予厚望，希望能提高其电量到足以为智能手表、智能手机、平板甚至是覆盖在建筑物窗户上的半透明胶膜供电。

“目前的转换效率还不到1%，”共同参与研究的伦敦大学玛丽皇后学院教授Joe Brisco表示，“从虾壳衍生而来的物质可悬浮在液体中，在液体中放置纳米结构基板，可使这种物质黏附在基板表面上且能感光。利用纳米结构的基板是因为它具有非常高的表面积可吸收更多物质与光线。然后在其上喷洒另一种物质则可填满空隙，在涂布的电极上形成平坦的表面，使电极得以接触到装置。”

利用虾壳成功开发出小型试验太阳能电池，证明了利用天然存在的物质可制造出有机太阳能板的概念。

研究人员们最初使用热液碳化方式，从甲壳动物的外壳制造碳量子点，形成太阳能电池的氧化锌纳米柱涂层，但效率较低。不过，研究人员们表示，他们有一大堆可提高效率的办法。

“下一步的工作重点在于增加光的吸收量，因为这是限制效率的主要原因，”Brisco表示，“我们正在尝试一些不同的途径来实现这一目标，包括利用不同的原料、不同的原料处置，以及增加纳米结构支架的表面积。”

研究人员并利用生物物质(如海藻)来制造有机超级电容器，期望能在未来扩展应用于消费电子产品、除颤器和汽车的再生刹车系统等。