植物体内神奇的光合作用，有望帮助人类实现清洁能源的梦想。记者日前从上海市科委获悉，华东师范大学科研人员利用纳米材料在实验室中成功'再造叶绿体'，以极其低廉的成本实现光能发电。

    叶绿体是植物进行光合作用的场所，能有效将太阳光转化成化" title="成化">成化学能。此次，华东师范大学孙卓课题组并非在植物体外'拷贝'了一个叶绿体，而是以自然为灵感，研制出一种与叶绿体结构相似的新型电池——染料敏化太阳能电池，尝试将光能转化成电能。在上海市纳米专项基金的支持下，经过3年多实验与探索，这块仿生太阳能电池的光电转化效率已超过10%，接近11%的世界最高水平。
    项目负责人、华东师大纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心主任孙卓教授，向记者展示了新型太阳能电池的'三明治'结构——中空玻璃夹着层纳米'夹心'，光电转化的玄机就藏在这几十微米厚的复合薄膜中。深入其内，纳米'夹心'的'配方'十分独特：染料充当'捕光手'，纳米二氧化钛则是'光电转换器'。为了让染料尽可能多地'吃'太阳光，科研人员还别出心裁地'撒'了点'佐料'——
    一种由纳米荧光材料制成的量子点，让不同波长的阳光都能对上'捕光手'的'胃口'。只要不断改进'配方'，纳米'夹心'的光电转化效率就能一次次提高。
    说起太阳能发电，人们并不陌生。以单晶硅或多晶硅" title="多晶硅">多晶硅为主要原料的太阳能电池板正越来越多地点" title="多地点">多地点缀于城市建筑的屋顶、墙壁，成为一座座清洁无污染的太阳能电站。然而，在这种被称为'绿色电站'的身后，却隐藏着一系列高能耗、高污染的生产过程。尽管其光电转化效率高达15%～20%，但受原料价格和提纯工艺的限制，发电成本始终居高不下。
    1991年，《自然》杂志报道了瑞士科学家模拟植物光合作用，发明出世界上第一块染料敏化太阳能电池的科研成果，其光电转换效率在全光照射下可达7%～8%，这种新型低成本光伏电池" title="光伏电池">光伏电池很快成为世界范围内的研究热点。
    有关专家认为，作为第三代太阳能电池，染料敏化电池的最大吸引力在于廉价的原材料和简单的制作工艺。据估算，染料敏化电池的成本仅相当于硅电池" title="硅电池">硅电池板的1/10。同时，它对光照条件要求不高，即便在阳光不太充足的室内，其光电转化率也不会受到太大影响。另外，它还有许多有趣的用途。比如，用塑料替代玻璃'夹板'，就能制成可弯曲的柔性电池；将它做成显示器，就可一边发电，一边发光，实现能源自给自足。
    '当然，要大规模推广应用，染料敏化太阳能电池还存在一些有待攻克的弱点。'孙卓透露，下一步，科学家们将着手解决此类电池效率随面积放大而降低的难题，同时进一步延长其使用寿命等。

[Tilly]