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黃鐵礦（pyrite），更多地被稱為“愚人黃金”（fool's gold），古羅馬人就已經(jīng)很熟悉，也已經(jīng)迷惑探礦者很多世紀(jì)，但是，現(xiàn)在卻幫助俄勒岡州立大學(xué)（Oregon State University）的研究人員發(fā)現(xiàn)了相關(guān)化合物，可以帶來新的廉價(jià)的潛在選擇，以用于太陽能。
黃鐵礦外表就像黃金一樣，被稱為“愚人黃金”，可以大量吸收太陽能。利用它制成的化合物，可以制備新的廉價(jià)太陽能電池材料。
來源：俄勒岡州立大學(xué)
這些新的化合物，不像有些太陽能電池材料那樣，是用稀有、昂貴或有毒元素制成，而是良性的，而且加工時(shí)可以采用地球上最豐富的一些元素。他們的研究結(jié)果已發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）上，這是一份專業(yè)雜志。
黃鐵礦本身價(jià)值不大，只是作為一種未來的太陽能化合物，科學(xué)家們說，就像黃銅一樣，它是一種黃色色調(diào)的礦產(chǎn)，比起與它類似的貴金屬，幾乎沒有什么價(jià)值。但25年來，它一直被認(rèn)為有一些可取的性質(zhì)，有利于太陽能，這就帶動(dòng)了近期的研究。
研究結(jié)果卻一點(diǎn)也不愚蠢。
“很長時(shí)間以來，我們已經(jīng)知道，黃鐵礦有趣是因?yàn)樗奶柲苄阅?，但是，它?shí)際上不起作用。”道格拉斯•科茲勒（Douglas Keszler）說，他是俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)系特聘教授。“我們真的不知道為什么，所以，我們決定再看看它。在這個(gè)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些不同的材料，類似黃鐵礦，有它的大部分優(yōu)點(diǎn)，但沒有這些問題。
“仍然有工作要做，要把這些材料集成到實(shí)際的太陽能電池中。”科茲勒說，“但是，從根本上說，這是非常有前途的。這完全是一個(gè)新的見解，我們獲得這一見解，就是因?yàn)檠芯坑奕私稹?rdquo;
在太陽能時(shí)代初期，黃鐵礦就引起人們的興趣，因?yàn)樗芯薮蟮奶柲芪杖萘?，而且?chǔ)量豐富，采用的薄層可以薄2000倍，這樣說是對(duì)比競爭材料，比如硅。然而，它并不能有效地把太陽能轉(zhuǎn)換成電能。
在新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了原因。加工制造太陽能電池，需要大量的熱量，黃鐵礦會(huì)開始分解，形成一些產(chǎn)品，這會(huì)阻礙電力產(chǎn)生。
這個(gè)問題到底是什么？依靠他們的新理解，研究小組尋找和發(fā)現(xiàn)了一些化合物，這些化合物具有與黃鐵礦相同的功能，但不分解。其中一種就是鐵硫化硅（iron silicon sulfide）。
“鐵大概是世界上最便宜的元素，要從自然界中提取，硅是第二，而硫幾乎是免費(fèi)的，”科茲勒說。“這些化合物穩(wěn)定，安全，而且不會(huì)分解。這里，沒有什么東西看起來像是特別好的，因?yàn)槭且獎(jiǎng)?chuàng)造一種新型太陽能材料。”
現(xiàn)在的工作是繼續(xù)開發(fā)這些材料，甚至在同類中找到一些更好的，繼續(xù)工作將在科羅拉多州（Colorado）國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，合作搞這項(xiàng)研究。
這項(xiàng)工作是在反求設(shè)計(jì)中心（Center for Inverse Design）進(jìn)行的，是俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院和科學(xué)學(xué)院的一個(gè)合作項(xiàng)目，兩年前形成，有300萬美元的贈(zèng)款來自美國能源部。這是一個(gè)新的能源前沿研究中心（Energy Frontier Research Centers），是通過國家7.77億美元的聯(lián)邦計(jì)劃設(shè)立的，為的是確定未來能源解決方案。
俄勒岡州立大學(xué)這個(gè)項(xiàng)目不同于傳統(tǒng)的科學(xué)，在這個(gè)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些東西，然后尋找一些可能的應(yīng)用。在這個(gè)中心，研究人員開始于他們的一種想法，就是他們想要什么東西，然后會(huì)努力找到一種材料，原子結(jié)構(gòu)，甚至施工方法，用以實(shí)現(xiàn)它。
研究人員說，尋找便宜、環(huán)保而且更有效的太陽能材料是必要的，有利于這一行業(yè)未來的發(fā)展。
“這樣一種材料的好處在于，它是豐富的，成本不會(huì)很多，而且可能生產(chǎn)高效率太陽能電池，” 科茲勒說。“這就是我們需要的，要更廣泛地使用太陽能。”
本文為麻省理工《科技創(chuàng)業(yè)》原創(chuàng)文章，未經(jīng)書面許可，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。
黃鐵礦外表就像黃金一樣，被稱為“愚人黃金”，可以大量吸收太陽能。利用它制成的化合物，可以制備新的廉價(jià)太陽能電池材料。
來源：俄勒岡州立大學(xué)
黃鐵礦本身價(jià)值不大，只是作為一種未來的太陽能化合物，科學(xué)家們說，就像黃銅一樣，它是一種黃色色調(diào)的礦產(chǎn)，比起與它類似的貴金屬，幾乎沒有什么價(jià)值。但25年來，它一直被認(rèn)為有一些可取的性質(zhì)，有利于太陽能，這就帶動(dòng)了近期的研究。
研究結(jié)果卻一點(diǎn)也不愚蠢。
“很長時(shí)間以來，我們已經(jīng)知道，黃鐵礦有趣是因?yàn)樗奶柲苄阅?，但是，它?shí)際上不起作用。”道格拉斯•科茲勒（Douglas Keszler）說，他是俄勒岡州立大學(xué)化學(xué)系特聘教授。“我們真的不知道為什么，所以，我們決定再看看它。在這個(gè)過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一些不同的材料，類似黃鐵礦，有它的大部分優(yōu)點(diǎn)，但沒有這些問題。
“仍然有工作要做，要把這些材料集成到實(shí)際的太陽能電池中。”科茲勒說，“但是，從根本上說，這是非常有前途的。這完全是一個(gè)新的見解，我們獲得這一見解，就是因?yàn)檠芯坑奕私稹?rdquo;
在太陽能時(shí)代初期，黃鐵礦就引起人們的興趣，因?yàn)樗芯薮蟮奶柲芪杖萘?，而且?chǔ)量豐富，采用的薄層可以薄2000倍，這樣說是對(duì)比競爭材料，比如硅。然而，它并不能有效地把太陽能轉(zhuǎn)換成電能。
在新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了原因。加工制造太陽能電池，需要大量的熱量，黃鐵礦會(huì)開始分解，形成一些產(chǎn)品，這會(huì)阻礙電力產(chǎn)生。
這個(gè)問題到底是什么？依靠他們的新理解，研究小組尋找和發(fā)現(xiàn)了一些化合物，這些化合物具有與黃鐵礦相同的功能，但不分解。其中一種就是鐵硫化硅（iron silicon sulfide）。
“鐵大概是世界上最便宜的元素，要從自然界中提取，硅是第二，而硫幾乎是免費(fèi)的，”科茲勒說。“這些化合物穩(wěn)定，安全，而且不會(huì)分解。這里，沒有什么東西看起來像是特別好的，因?yàn)槭且獎(jiǎng)?chuàng)造一種新型太陽能材料。”
現(xiàn)在的工作是繼續(xù)開發(fā)這些材料，甚至在同類中找到一些更好的，繼續(xù)工作將在科羅拉多州（Colorado）國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，合作搞這項(xiàng)研究。
這項(xiàng)工作是在反求設(shè)計(jì)中心（Center for Inverse Design）進(jìn)行的，是俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院和科學(xué)學(xué)院的一個(gè)合作項(xiàng)目，兩年前形成，有300萬美元的贈(zèng)款來自美國能源部。這是一個(gè)新的能源前沿研究中心（Energy Frontier Research Centers），是通過國家7.77億美元的聯(lián)邦計(jì)劃設(shè)立的，為的是確定未來能源解決方案。
俄勒岡州立大學(xué)這個(gè)項(xiàng)目不同于傳統(tǒng)的科學(xué)，在這個(gè)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一些東西，然后尋找一些可能的應(yīng)用。在這個(gè)中心，研究人員開始于他們的一種想法，就是他們想要什么東西，然后會(huì)努力找到一種材料，原子結(jié)構(gòu)，甚至施工方法，用以實(shí)現(xiàn)它。
研究人員說，尋找便宜、環(huán)保而且更有效的太陽能材料是必要的，有利于這一行業(yè)未來的發(fā)展。
“這樣一種材料的好處在于，它是豐富的，成本不會(huì)很多，而且可能生產(chǎn)高效率太陽能電池，” 科茲勒說。“這就是我們需要的，要更廣泛地使用太陽能。”
本文為麻省理工《科技創(chuàng)業(yè)》原創(chuàng)文章，未經(jīng)書面許可，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。
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