你知道陽(yáng)光有哪些作用嗎？

陽(yáng)光能給我們帶來光明和溫暖，能幫助植物進(jìn)行光合作用，能殺死病菌……

還有嗎？當(dāng)然有！陽(yáng)光還能發(fā)電呢！

怎樣才能讓陽(yáng)光發(fā)電？

這就得說說太陽(yáng)電池了。只要有陽(yáng)光照射到這種特殊裝置上，它就可以將吸收的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能。而且，它在工作時(shí)沒有噪聲，也不會(huì)產(chǎn)生污染物，是一種非常先進(jìn)的、無污染的綠色能源技術(shù)。

太陽(yáng)電池“長(zhǎng)”什么樣呢？

如果你細(xì)心觀察，也許會(huì)在一些屋頂、電線桿或者大片空地上，見到一塊一塊由好多深色的小方塊組合在一起的、薄薄的大平板裝置，那些就是太陽(yáng)電池。

目前，這些太陽(yáng)電池基本都是用超高純度晶硅制備的。品硅是從沙子里提煉出來的，是手機(jī)、電腦的“大腦”（高端芯片）中最關(guān)鍵的材料

除了在地面上使用，太空中也有很多太陽(yáng)電池在給衛(wèi)星和空間站提供源源不斷的電能。這些太陽(yáng)電池通常使用的是一種叫作砷化鎵的材料。它比晶硅更輕，把光變成電的能力更強(qiáng)。我們的天宮空間站，用的就是我國(guó)自主獨(dú)立研發(fā)的砷化鎵太陽(yáng)電池，而且達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

說到這里，你是不是也想擁有一塊太陽(yáng)電池呢？

有這個(gè)神奇裝置在，即使在戶外很長(zhǎng)時(shí)間，都不用擔(dān)心手機(jī)、電腦沒電了。那些在野外執(zhí)行特殊任務(wù)的人，也可以隨時(shí)為電子設(shè)備充電。

可是，誰(shuí)又愿意在開心的旅途中背著一個(gè)笨重還容易摔碎的“大家伙”，負(fù)重前行呢？

能不能發(fā)明一種柔軟輕薄的太陽(yáng)電池，讓我們隨身攜帶？

比如，能發(fā)電的衣服、太陽(yáng)電池傘……

這個(gè)問題同樣也問到了一位科學(xué)家那里，他就是北京大學(xué)的鄒德春教授。

鄒德春是我國(guó)研究光電材料及器件的專家，他知道，要把一張沉重的太陽(yáng)電池板變得像衣服一樣輕薄、柔軟，一直以來只是個(gè)夢(mèng)想，而且也是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的不可能解決的難題。要挑戰(zhàn)世界難題嗎？

要！

為了迎接挑戰(zhàn)，他進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)研究，分析總結(jié)前人挑戰(zhàn)失敗的原因。

突然有一天，他想：我們?yōu)槭裁捶且窒拊谙癫Ａб粯拥耐该鲗?dǎo)電板上呢？換一種材料，只要能解決吸光和導(dǎo)電的問題，不就行了！就這樣，“染料敏化+半透明絲網(wǎng)”組成的全新結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)電池模型誕生了。

說起來容易，做起來難。對(duì)于他設(shè)想的這樣一個(gè)全新結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)電池，既沒有現(xiàn)成的加工設(shè)備，也沒有現(xiàn)成的材料，更沒有現(xiàn)成的加工工藝，甚至連滿足技術(shù)要求的導(dǎo)電纖維及織網(wǎng)都沒有！

那就想辦法找！你一定想象不到，如此高科技的太陽(yáng)電池，最初的實(shí)驗(yàn)材料竟然是跟紗窗廠借的。

因?yàn)檎f到透明，日常生活中除了玻璃窗不是還有部分透明的紗窗嗎？因此紗窗成了驗(yàn)證技術(shù)新思路的最佳突破口。

可是，大部分廠家的紗窗均不符合要求。正當(dāng)一籌莫展之時(shí)，一次偶然的機(jī)會(huì)，鄒德春從網(wǎng)上找到一家能提供符合要求的金屬纖維及編織絲網(wǎng)的高端紗窗生產(chǎn)廠家。

當(dāng)時(shí)人家還以為他是裝修要用呢，而且要得非常急，于是搭了一輛進(jìn)城的大貨車就給送來了。在一個(gè)大雪紛飛的傍晚，雙方在路邊見了面。

接下來，科研團(tuán)隊(duì)便開始用這些“得來不易”的寶貝忙活起來。當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室的情景，真的像是加工車間一樣，所以常有路過實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)誤把鄒德春稱為“鄒師傅”。

很快，這個(gè)用普通金屬絲網(wǎng)制作的太陽(yáng)電池雛形樣品研制了出來，他們把它接到專業(yè)儀器上進(jìn)行測(cè)試。

啊，指示燈亮了！

大家高興極了！他們研究了將近兩年的項(xiàng)目，第一次成功了！這個(gè)“紗窗實(shí)驗(yàn)”證明了用金屬絲做太陽(yáng)電池基底是可行的！

但是，這個(gè)不銹鋼網(wǎng)的電流太微弱了，材料還是不夠柔軟、有韌性。還不是可以做太陽(yáng)電池衣服的材料。

于是鄒德春帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)發(fā)力！

經(jīng)過反復(fù)研究，他們?cè)趪?guó)際上首次提出使用柔性纖維，實(shí)現(xiàn)雙電極纏繞結(jié)構(gòu)纖維太陽(yáng)電池的新想法。

當(dāng)然，光有想法還不夠，還需要得到實(shí)踐的檢驗(yàn)。

擺在大家面前的是一個(gè)技術(shù)大難題：要真正做出可編織的單根柔性纖維太陽(yáng)電池，必須在一根和頭發(fā)絲差不多粗細(xì)的金屬絲上，一層又一層、精準(zhǔn)無誤地涂上厚度只有紙的百分之一的電能轉(zhuǎn)化材料層。這是在微觀世界的精雕啊！

面對(duì)挑戰(zhàn)，他們能做的就是想方設(shè)法改進(jìn)設(shè)備，攻關(guān)制備工藝。

在如此關(guān)鍵的時(shí)刻，鄒德春病倒了。但實(shí)驗(yàn)不能停呀！剛剛做完手術(shù)，全身插了5根管子只能躺在病床上的他，還在牽掛工作……

在所有人的共同努力下，首批柔性纖維結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)電池樣品研制了出來——一根只有幾厘米長(zhǎng)的細(xì)線。

當(dāng)操作人員無比緊張地把多根這樣的細(xì)線連起來，并接到小風(fēng)扇上時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)起來了！

團(tuán)隊(duì)沸騰了！

當(dāng)他們把這個(gè)實(shí)驗(yàn)成果發(fā)布出去的時(shí)候，得到了世界同行的高度關(guān)注和認(rèn)可。這讓我國(guó)得以躋身世界太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先行列。

他們乘勝追擊，繼續(xù)研究，現(xiàn)在，纖維太陽(yáng)電池的長(zhǎng)度已經(jīng)超過了1米。

回首過往，鄒德春說：“人要敢想，一切才有可能。但是科學(xué)不是空想，科學(xué)要實(shí)干。唯有動(dòng)手做才能出成果。”

柔性纖維太陽(yáng)電池讓人們“用衣服采集陽(yáng)光能量發(fā)電”的夢(mèng)想成為可能。但是要在生活中大量使用還要解決很多問題，需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。

供稿單位：重慶市產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì)

作者：潘復(fù)生，中國(guó)工程院院士、重慶大學(xué)教授、重慶市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席

審核專家：毛弋，重慶市科學(xué)傳播專家團(tuán)首席專家，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院教授

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來源: 重慶市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)