表面自由能

表面自由能
随着新能源的不断发展，人们正在努力开发更多清洁环保的绿色能源。

从煤炭、石油到核能，再到可再生能源，人类已经为节约和保护环境做出了巨大贡献。

然而有一种新兴的能源，它被誉为21世纪的第三大能源——表面自由能。

就拿现在最常见的太阳能电池来说吧。

太阳能电池是用半导体材料制成的，它是把光能转变成电能的装置，也叫太阳能电池。

在这里，光能转变成了电能，可是如果没有一定的工作条件，那么太阳能电池也就不能使用。

我们知道，在平时，太阳光线很难照射到物体的表面上，因此太阳光只能以热能的形式向外辐射。

太阳光透过大气层进入地球大气后，主要被大气分子强烈吸收，红外线大部分被吸收，可见光和紫外线则透过大气照射到地面，这些太阳能最终都以红外线和可见光的形式向地面传输。

太阳光能够通过大气层时的损失较少，大约占到其总能量的33%，剩下的能量在0。

7～0。

6米内被大气散射掉了。

因此太阳能利用的重点应该放在0。

6～0。

7米以内的太阳能。

可是随着科学技术的发展，我们越来越不容易得到自然界中太阳光，因此要想得到太阳光，我们必须使用一种新型能源。

它具有高效率、长寿命、无污染等优点。

这种能源就是表面自由能。

2006年1月19日中科院高能所科研人员用硫化镉的薄膜太阳电池做了一个小型实验。

他们在光滑的铜片上涂抹了硫化镉薄膜，在空气中放置几天后观察到：在透明塑料板上放着一颗水滴，水滴竟然动起来了，而且越来越快！原来这块透明塑料板就是光滑的铜片，铜片能让水珠滑动，是因为水珠表面的自由能比塑料板小，这就意味着铜片可以吸收较多的太阳能，而塑料板吸收的太阳能相对较少。

这项研究显示，表面自由能可以“像手套一样”吸收太阳能。

2007年1月18日，南京航空航天大学太阳电池研究所研究员夏锦堂在表面自由能研究方面取得突破性进展，证明了在金属/半导体电极表面增加特殊镀层，就可以大幅度提高太阳电池的光电转换效率。

夏锦堂告诉记者，由于太阳电池一般制作成集光型，其电流一般在几十微安左右，大规模使用需要高效率的电极。

目前太阳电池的效率约为15%，未来需要达到20%甚至更高的效率才能达到10万瓦以上的规模，同时对设备制造精度的要求非常苛刻，相信国内有关研究单位会很快攻克这些技术难题。