Растения табака используются для выращивания дешевых элементов солнечных батарей

Исследователи из Университета Калифорнии в Беркли "взломали" табачные растения и используют их для роста синтетических фотоэлектрических элементов, которые затем могут быть извлечены и распылены на подложки для создания солнечных батарей.

Каким образом? Ученые заражают несколько генов вирусом табачной мозаики, чтобы построить крошечные структуры, так называемые хромофоры. Когда растение опрыскивают вирусом, новые хромофоры образуют плотно сгруппированную формацию. Хромофоры – это структуры, которые превращают свет в высокоэнергетичные электроны.

Каждое образование имеет размеры в сотни нанометров в длину и около трех нанометров от ее соседа. Этот интервал очень важен. Будь он на один атом ближе, это бы препятствовало любому электрическому току. Сбор электронов был бы тогда почти невозможен.

"В течение миллиардов лет, эволюция создала именно эти расстояния между хромофорами чтобы дать им возможность собирать и использовать свет от Солнца с беспрецедентной эффективностью", – говорит Мэтт Фрэнсис. "Мы стараемся имитировать эти точно настроенные системой параметры с использованием вируса табачной мозаики".

Хотя они не столь эффективны, как кремниевые элементы, они являются гораздо более экологически чистыми. Наряду с биологической разлагаемостью, не требуется никаких токсичных химических веществ для производства солнечных батарей на биологической основе. И, наверное, самое главное, они очень и очень дешевы.

При урожае табака ученым придется собрать растения, нарезать его и извлечь структуры хромофон. Растворив в жидком растворе, хромофоры затем можно распылять над субстратом покрытия фотоэлементов.

"Очень трудно воспроизвести фотосинтез", - говорит Анджел Белчер, исследователь в Массачусетском технологическом институте, который использует вирусы чтобы получать элементы солнечных батарей и другие структуры. "Точность структуры каждого очень важна, и очень трудно подобрать одну молекулу и разместить ее там, где вы хотите его видеть."

Выращивание на биологической основе солнечных батарей может стимулировать фермеров к их работе. Собранные электроны могут также генерировать химическую энергию, так же, как и растения. Это те же углеводороды, которые сейчас являются топливом автомобилей или самолетов.