Генетически модифицированные вирусы помогут повысить эффективность солнечных батарей

Солнечный элемент работает следующим образом - когда солнечный свет падает на светособирающий материал, электроны освобождаются и используются для получения электрического тока. По данным исследовательской группы Массачусетского технологического института, микроскопические углеродные нанотрубки (полые цилиндры из чистого углерода) могут повысить эффективность получения электронов на поверхности солнечного элемента.

В более ранних попытках, когда исследователи пытались использовать эти нанотрубки, они создавали две проблемы. Во-первых, иногда они действуют как полупроводники, а иногда как металлы. Второй проблемой было то, что нанотрубки имеют тенденцию к слипанию, снижающему их эффективность.

Для преодоления этих проблем, исследовательская группа обнаружила, что вирус М13 может быть использован для контроля расположения нанотрубок на поверхности, сохраняя трубки разделенными и пресекая их пересечение.

В солнечном элементе, сначала световая энергия высвобождает электроны из материала солнечного элемента (как правило, кремния), а затем электроны направляются в сторону коллектора, из которого они могут образовывать ток. После этого они вернутся в исходный материал, где цикл начинается снова. Новая система помогает электронам найти свой путь - углеродные нанотрубки, добавленные в елементы, обеспечивают более прямой путь к коллектору.

Вирусы на самом деле выполняют две различные функции в этом процессе. Во-первых, они обладают краткими белками, называемыми пептидами, которые могут крепко связывать углеродные нанотрубки, держа их на месте и разделяя. Каждый вирус может держать от пяти до десяти нанотрубок. Кроме того, вирус был разработан для производства покрытий диоксида титана (TiO2), ключевого ингридиента для сенсибилизированных солнечных элементов.