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这个系列文章是Technology Review今年评出的最重要的十项创新技术。点击这里查看该系列所有文章。

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Kylie Catchpole在1995年完成她的物理学本科学历后，决定进入一个停滞不前的领域：太阳能电池。她回忆说：‘当时我很明白，这或许不是那么容易的’。但是如今她赢得了这场赌博。2006年，已经成为博士后的Catchpole获得了一项重大的发现，这推开了制造光电转换率更高的薄膜太阳能电池的大门。这个进步或许可以让太阳能在和化石燃料的竞争中更具优势 。

薄膜太阳能电池一般用非晶硅或者碲化镉制造，这比制造常规的由硅晶片制造的太阳能电池更加便宜。当然薄膜太阳能电池一般也更加低效，因为一旦一个电池的厚度被做到比射入的光线的波长还短的时候，光线就更难被吸收和转换。在仅仅几个微米的尺寸下，薄膜电池只能微弱的吸收一些近红外的频谱。结果就是薄膜电池的光电转化率只有8%到12%，而一般的晶体硅的转换率能达到14%到19%。因此，要产生更多的电能就需要制造更大的设备，这就大大限制了太阳能技术的应用范围。

当金属表面的电子被入射的光线刺激后，会发出一种波：等离子体振子（Plasmons）。在常规硅太阳能电池的制造中，很多人都尝试避免等离子体振子效应，从而保证电池更加高效，但是却没有人在薄膜电池上实验过这个效应。 Catchpole发现她敷在一块薄膜太阳能电池表面的银中的纳米粒子，并不会像镜子一样完全反射照射到其表面的光线。形成在粒子表面的等离子体振子将使光子偏斜，这样这些光子会在薄膜电池内部来回反射，以便于长波长的吸收。

Catchpole测试设备比普通的薄膜太阳能电池高效30%左右。如果Catchpole能把她的纳米粒子技术和大规模制造薄膜电池结合起来，很可能会加速太阳能取代传统化石燃料能源的步伐。薄膜太阳能电池不仅能获得更多的市场份额（目前在美国的市场份额为30%），同时也会加速整个光伏产业的发展。

毫无疑问，在薄膜太阳能电池制造上，碲化镉将慢慢取代硅。但是碲是稀有元素，专家们担心它的供给可能无法满足需求。而在这方面，硅则更有优势。

目前已经有多家公司接触了Catchpole，但是Catchpole表示在商业化这项技术之前，她希望能更加完善它。同时，位于墨尔本的斯文本科技大学（Swinburne University of Technology）研究人员们也正和业界大佬Suntech能源公司开发他们的薄膜太阳能电池制造技术，据称他们的技术将在四年内商业化。

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Watch Catchpole explain how the technology works.

研究人员：

Kylie Catchpole
(Australian National University) Making cheap solar cells more efficient

OTHERS WORKING ON LIGHT-TRAPPING PHOTOVOLTAICS
Harry Atwater, Caltech
Martin Green, University of New South Wales, Australia
Albert Polman, FOM-­Institute for Atomic and Molecular Physics, Amsterdam

IBM一直是信息技术产业的大腕，不过最近他们开始向堪称‘21世纪最有前途的产业’-‘绿色产业’进军了。最近，IBM不但频繁在各种媒体上投放自己的绿色公益广告，同时也在投入大量的人力财力，紧锣密鼓的开发一种极具突破性的太阳能电池，目前的开发已经初步完成。据称，这种太阳能电池将比目前主流的太阳能电池高效40%。

这种电池的能量转换率高达9.6%（目前市面最高的为6.7%），而电池的开发只使用了一些极为普通的元素：铜，锌，锡，硫和硒。

IBM在整个开发过程中，一直回避稀有元素。一方面，这是为了降低成本；另外一方面，也是为了防止未来对于国外稀土元素的依赖。如果未来发生战争等事件导致稀土元素供应稀缺，IBM也不会因此而无法生产或者成本飙升。

IBM此次进军能源产业的战略有所不同。在未来，IBM希望成为绿色产业的Qualcomm，通过专利授权盈利，而不是自己做太阳能电池的生产盈利。

访问IBM GREEN官网，了解更多内容。

房间没有灯，夜晚依然明亮？

英国研究人员最新研究成果，可以让我们的房间脱离灯泡。

英国罗摩克斯公司正在研制一种发光壁纸，以取代电灯为房间提供照明。这种照明方式不仅耗能更少，而且效果更佳。 预计将于2012年上市，还有些时日。

核心技术

发光壁纸之所以能发光，秘密就在表面覆盖的“有机发光二极管”(OLED)。OLED是一层有机分子薄膜，有电流通过时会发光。与普通发光材料相比，它具有能耗低、容易弯曲等特点。OLED技术几年前就已问世，但成本高和寿命短一直是阻碍它发展的两大难题。目前级少数高端显示器采用了这种技术，离普及还较遥远。

但罗摩克斯公司已经攻克这两个难题，开发出价格低廉的制作工艺，并研制出一种化学配方防止有机发光二极管因氧化作用而寿命缩短。 他们声称“你可以把它(有机发光二极管)用于任何地方，包括刷在墙上或壁纸上”。

光源

英国碳信托公司为罗摩克斯公司注资45.4万英镑(约合72.1万美元)研发这种新型壁纸。开发人员说，发光壁纸通电后就会发出光亮，这种光线比较均匀，不会像传统灯泡那样刺眼或产生阴影。英国《泰晤士报》30日援引罗摩克斯公司首席执行官肯·莱西的话说：“这是一种全色域、像阳光一样自然的光线。”

发光壁纸工作电压只有3至5伏，用电池或太阳能供电。其亮度高低可以通过开关调节，照明效率比目前市面上的节能灯高2至3倍。所以触电的担心基本是多余的。

前景

此新技术可以首先为主干电网没有覆盖的地区提供路灯照明和路标提示，而且可节省大量碳排放。碳信托公司表示，发光壁纸将帮助英国实现2020年碳排放减少34%的目标，并将成为英国作为清洁能源开发基地的标志性发明之一。

国外又发布了一款新奇的音乐播放器Dancepants Kinetic Mustic Player.其实它的概念很简单，它就是一条运动裤，一条能让你一边运动一边听音乐的运动裤，只不过它利用运动时所产生的动能，拿来当做随身听的电源.运动可以是跑步,跳舞等等,反正你的腿得运动(从配图中的美女身上可以看到).所以国外一些媒体评价它说:它能逼着你为了听歌而做苦力.

不得不说,这又是节能的一个新思路,虽然这个用法解决不了啥问题…

Want to go green? Cross your fingers that the Dancepants Kinetic Music Player concept would be realized in the future then. This device actually forces you to work for your tunes, as it will convert whatever kinetic energy garnered from running or dancing into electricity for your MP3 player. The high-tech leggings will allow you to enjoy the fruits of your labor, and in a strange way forces you to keep on moving if you want to tune in to your playlist. Only extremely motivated people need apply.

桑迪亚国家实验室的科学家们一直在寻找一种能用很廉价的方式制造大量氢的方法，不过最近他们却意识到他们的技术可以将CO2也转换成燃料。他们的新的研究成果就是一个叫做“Sunshine to Petrol”的装置，这个机器会将CO2转换成CO（一氧化碳），整个过程只需要消耗太阳能。

这个装置分为冷、热两个部分。在热区温度高达2700摄氏度，如此的高温下，氧化铁中的氧元素被分离了出来。被分离出来的氧气之后被送到冷却室，和冷却室中的CO2发生反应，并产生CO。

同样的方法，也可以在冷却室中再填充一些水。这样，CO和氢气就能产生诸如乙醇等燃料。

不过研究人们表示，这个方法目前的转换效率还不是很高，他们将进一步的研究如何提高转换效率，在尽短的时间内将该方法产业化。

目前来看，这个将太阳能转换成环保燃料的方法还是比较有吸引力的。首先，制造燃料的原料都很廉价，CO2和水都是很容易获得的，并且消耗一部分CO2也许有利于控制温室效应。其次，转换过程很环保，整个过程只需要太阳能就行了。最后，制造出来的燃料也是很环保的气体。

不过什么时候才能抛开靠燃烧燃料获取能量？而直接将太阳能高校的转换成可利用的能量呢？

Norfolk Southern公司是美国的一家铁路运营商。虽说之前这家公司有过一些污染环境的案子，不但被告上法庭，还被罚了不少钱。不过最近两年来，他们一直尝试着对铁路运营进行‘绿化’，更换掉了很多的老式机车头。如今他们推出了他们的最新成果——100%使用电能、完全无废气排放的机车头 NS 999（上图的那个帅哥）！知错就改就是好孩子！

这个机车头不向外排泄任何气体，它身上装载的是1080个12伏的电池。这些电池提供的能量够让它自己在和老式机车装载同样负荷的情况下，一次充满电后跑24个小时之多！

这款机车头是由Norfolk Southern和美国能源部一同开发，功率是1500马力，并可以在短短两小时内充满电。

最重要的是，Norfolk southern宣称制造这款机车的成本和传统机车头基本一样多。

这样看来，我们还有什么理由不更换我们国家的那些运煤车的车头呢？

全球变暖如今已经没有什么争议，但是WWF（World Wildlife Fund世界自然基金会）最新的报告指出，如果人类到2014年还不妥协并达成一个解决方案，全球变暖将会彻底无法阻止，并且以更快的速度恶化！而全球温度只要增长4摄氏度，其实我们的末日就差不多到了。

澳大利亚的Climate Risk的专家们指出，要达到低碳排放量的目标，我们要做的‘比历史上任何一个产业变革还要多’。至少，我们要在2014年之前在全球开始使用低碳技术。照此推算，绿色产业的发展至少要达到每年22%的增长，而即使这样，到2020年，排放量也只能减少1990年的63%。

而WWF的目标是到2050年，将排放量减少1990年的80%，其实这个任务要更加艰巨。绿色产业的增长速度要达到24%到29%每年。这是唯一能够摆脱我们那可怕的4摄氏度末日的办法。

目前大气中的温室气体大概在百万分之463左右。而科学实验表明人类最舒适的情况下温室气体的量大概在百万分之400，如果到了百万分之475，那么温室效应全球变暖就完全无法停止了。

而其实这只是目前诸多环境问题中的一个而已。就在几天前，两位英国内阁部长展示了他们的‘末日地图’，上面详细标注了如果地球温度升高4摄氏度时候的英国地图——大部分城市被淹没。

而最新发布的WWF报告有一次给了人们警告。WWF指出，他们观察的20中绿色技术中，只有3种可以在2014年前实施并带来效果：风能，太阳能和生物柴油。而其他诸如低碳农业，绿色能源发电在2014年前大规模应用的可能性不大。看起来前景很不乐观啊。

那么错过了WWF所谓的2014年底线，会发生什么呢？根据WWF的报告，如果真这样，到2014年之后，事情将变得无法控制。低碳产业即使以29%的年增长速度增长，也最多只有50%的机会能确保在2050年不让温度升高4摄氏度。

虽说这个结论只是从模型得出，但是相信事实应该不会差太多。如果你对此结论不感冒，并认为全球变暖至人类无法生存的地步还有几百年甚至上千年，那绝对就错了。因为这个增长速度是指数级的，一旦过了临界线，增长的速度将是惊人的！

请为环保做出你的一份力，不要在2050年的时候让澳大利亚沉入海底。

目前世界上已经有超过40亿的手机用户，在新手机设备的需要增长的同时，人们对手机辐射带来的安全隐患的关注也日益增加。最近的研究发现，使用手机过10年的用户患脑瘤等疾病的几率比常人高出很多。因此也很有必要针对手机辐射的更深入的研究。

近日美国一个研究机构Environmental Working Group（美国环境工作组，EWG）目前针对在市几乎所有的主流手机做出了横向评测，列出它们的辐射水平，供消费者参考。他们宣称，在科学家对手机辐射这一现象得出更确切的判定前，这是对目前消费者最好的指导了。消费者只需要尽量购买其中辐射更低的就好了。他们同时呼吁美国政府应该要求手机制造商在产品包装上明确标示该产品的辐射水平（很有建设性！）。

FCC（Federal Communications Commission，联邦通讯委员会）所有的手机辐射水平必须低于1.6W/kg才可销售。EWG认为这个标准已经过时了（17年前的规范了），并希望FCC能重新调查并作出新标准。

以下是辐射最少的Top 10（流行主流手机）：

另参见：所在在市手机，所有手机（所括旧产品） ，所有PDA排行

现在数码产品市场上或者各媒体上，对绝大多数的数码产品（PMP播放器，笔记本产品，手机等等）的评测均不会漏掉这一条：电池的续航能力。而且，各类商家都会针对电池续航能力这一点推出专门的产品（两个着手点：增加电池容量，如某些山寨手机，能集成3200mAh的电量，赶上笔记本了；在硬件配置上采用节能的平台，如LED背光屏，Ion平台，Atom平台，CULV平台等等），可见电池的续航对数码产品的用户体验是多么重要。但是，最新出台的新技术可能让电池续航再也不成问题（当然，你得等待）。那就是密苏里大学（University of Missouri）的研究者们最近研制出的超级小的核能电池！

其实核能量作电池类的动力源已经不是新鲜的东西的，核电池又叫”放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。之前的核电池外形为圆柱形，在圆柱的中心密封有放射性同位素源，其外面是热离子转换器或热电偶式的换能器。换能器的外层为防辐射的屏蔽层，最外面一层是金属筒外壳。但以往的产品都是体积与重量都十分庞大，很少用于民用，更不可能用于数码产品中。然而，密苏里大学研究者宣称的新技术可以使核电池的外观仅有硬币大小(直径1.95厘米，厚1.55毫米)，使用寿命可达普通电池100万倍。

图1展示了这种电池的大小，旁边是一个1美分镍币（Nickel）。确实，与它类似大小的电池早已有之–氧化银电池（即纽扣电池），但它们存储的电量实在差得远了。

图1
电池大小示意图

此电池的不用充电（也不能充电！！），因为某些提供电能的同位素的半衰期非常长，而在半衰期内，它们会源源不断的放出能量。例如第五周期第VIIB族锝元素的同位素Tc-97，它的半衰期高达260万年（人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚－238）。

它所采用的是一种新型的液态半导体。现在研究者们还在紧张地研究这些核电池，目前的目标是将它们应用于一些微机械系统。如果可行，未来是不是再也不用为电池续航能力发愁了呢？当然，如果在数码产品中使用寿命过长的电池也不现实，因为手机都退役了，电池还能用，多浪费……

目前该小组已申请了对电池的临时专利。

参考链接（百度百科） （本文介绍的新技术已经列入其中）

问题：

1. 放射性能源，是否安全？尤其是这个电池如头发丝一般薄，是否能阻挡辐射？

这种电池，不管有没有在使用它，放射性元素一直在衰变，从而浪费能量。

国际太阳能沙龙刚刚结束了今年的比赛，比赛中出现了很多的优秀作品。不过今天要给大家介绍的太阳能房屋，是我个人觉得最棒的。

在太阳能房屋比赛中，来自全球的参赛小组都要靠自己搭建一个完全由太阳能供应能源（电、热）的房屋，并且房屋面积要不小于800平方英尺（约74.3平方米）。下图中的太阳能房屋就是康奈尔大学（Cornell University）的参赛小组的参赛作品。出了太阳能供电外，屋内的家电还有自动关闭的功能，这样来更有效的使用太阳能发出的电。据该小组介绍，目前该房屋如果是一个人住，并且用电量不多（不知道是什么标准），是完全足够的。

希望很快能有更好的解决方案，能让每个家庭都用上太阳能供电。一旦太阳能建筑成熟到可以商用了，不知道会不会有很多同学去做这方面的创业呢？也就是搞太阳能房产。

该小组详细的房屋配置（包括屋内外使用家电、太阳能设备的产品信息等），可以在这里看到。有兴趣并且有闲空的朋友，可以参考着自己搭建一个玩玩呢！

你可以点击这里查看详细的比赛结果。