MIT利用活體病毒改造碳納米管太陽能電池

　　美國麻省理工學院(MIT)的研究人員表示，活體病毒可用于將高導電性碳納米管安裝到染料敏化太陽能電池(dye sensitized solar cells)的正極結構中，電池效率可因此提高幾乎三分之一。

　　染料敏化太陽能電池為一種光電化學系統，是由位于光敏正極與電解質之間的半導體元件材料制成的。覆蓋著染料的納米二氧化鈦(titanium dioxide)會吸收太陽光，并將電子釋放到正極中。然后那些電子會被收集起來用以驅動負載，然后經由負極回到電解質中，如此不斷循環。MIT研究人員表示，通過病毒使碳納米管和正極交織在一起，就能將染料敏化太陽能電池的轉換效率由8%以下，提高到10.6%以上。

　　該研究團隊是由MIT教授Angela Belcher所率領，成員包括博士研究生Xiangnan Dang與Hyunjung Yi ，以及另外兩位教授Paula Hammond與Michael Strano 。

　　Belcher此前已經證實了一種名為M13的病毒，可刺激“氫經濟(hydrogen economy)”并催生薄膜電池。而該團隊的最新研究成果，則是首次利用病毒來分離出太陽能電池內的納米管，以避免納米管凝集一成團或導致短路。 每個病毒可以在約有300個肽分子(peptide molecules)的一個區域內，吸附10個納米管，然后這種經過基因工程改造的病毒會分泌出二氧化鈦涂層。

　　如果這種新技術實驗室以外的地方也能成功，這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規模達1,560億美元的微生物技術產品市場。根據市場研究機構BCC Research的預測，該市場規模在2016年還可成長至2,590億美元以上。

　　所謂的微生物技術產品，包括天然酵母、釀造啤酒，以及諸如MIT所研發的M13基因工程微生物，可應用在胰島素、生物柴油以及冶金產品(metallurgical products.)等。

　　M13病毒由一條標準DNA序列(圖右方的線圈)組成，上面吸附著在碳納米管(灰色)，并將其維持在固定位置。而附著在染料分子(紅色)上的二氧化鈦涂層(黃色) ，則環繞著病毒與碳納米管。

　　Belcher表示，MIT所研發的這項新技術，只需在染料敏化太陽能電池的工藝中添加一個簡單的步驟，也能適用其他類型的有機與量子點(quantum-dot)技術太陽能電池。