美国实验室研究人员范·帕坦发明了一种利用多层染料薄膜仿照植物光合作用过程转换太阳能的方法。 范·帕坦解释说，当光波照射在植物上时，植物叶绿素可吸收不同波长的光能，光能经分子间的传递作用到达反应中心并在那里发生光化学反应，整个光合作用过程实际上表现为光能转化为化学能的过程。他表示，植物对光能有很高的转化效率，而染料薄膜光能利用法，正是采用了类似的原理改善了光能利用率，该技术一旦成熟，将比目前使用的硅太阳能电池板操作更简便、价格更低廉、转换效率更高。 实验室的人工光合作用光电转换装置，由附着有颜色各异的染料薄膜的玻璃片和半导体材料组成，其中每一种颜色的染料层只能吸收光波中特定波长范围的电磁波，由于玻璃片覆盖了多种染料薄膜，吸收的光谱几乎囊括全部可见光，故玻璃片在阳光中呈黑色。当光子触及染料分子时，分子吸收相应波长的光子并转变为激发态，处于激发态的分子随即又将能量传递至邻近的低能分子以恢复其原稳态，通过这种方式，光子的能量便经由染料层送入半导体，再转为电能储存起来。 1.人工光合作用光电转换装置的工作原理与植物合光作用相类似，这种工作原理可以简单地表述为（ ） A．光能→光合作用→电能 B．光能→叶绿素→光合作用→化学能 C．吸收（光能）→（能量）传递→（能量）转化 D．吸收（光能）→（能量）传递→光化学反应→电能 2.对“植物的光合作用”和“人工光合作用光电转换装置”的解说，符合原文意思的一项是（ ） A．人工光合作用光电转换装置中的绿色染料薄膜和植物中的叶绿素吸收光能的作用是一样的。 B．植物进行光合作用的“反应中心”的工作，在人工光合作用光电转换装置中是由一组半导体装置承担的。 C．人工光合作用光电转换装置中采用了染料薄膜光能利用法，使该装置获得的光电转化效率比植物对光能的转化效率更高。 D．对植物光合作用的研究与人们对人工光合作用光电转换装置的研究同属应用科学范畴。 3.下面是人工光合作用光电转换装置的工作示意图，对其解说不恰当的一项是（ ） A．①→②→③→④→⑤→⑥表述的是一个完整的光电转换过程。 B．③中应填入“激发态染料分子”。 C．④所显示的是光子的能量由染料层中激发态分子传递给半导体，传递完光子能量的分子随即恢复原稳态。 D．⑤是人工光合作用光电转换装置的两个重要组成部分之一。 4.对这篇短文的理解，不正确的一项是（ ） A．范·帕坦的发明是生物仿生科学研究的新成果。 B．提高光能利用率是提高光电转换率的有效手段。 C．染料薄膜光能利用法的采用将使硅太阳能电池板简化操作，降低成本，提高光电转换效率。 D．人工光合作用光电转换装置在没有太阳照射的状态下也能工作。
网友回答
答案：见详解解析：1.C A、B项所述并非人工光合作用光电转换装置的工作原理，即使是对植物光合作用过程的表述也是不正确的。D项中“光化学反应→电能”应抽象为“（能量）转化”。 2.B A项“叶绿素能吸收不同波长的光能”，而多层染料薄膜中“每一种颜色的染料层只能吸收光波中的一定波长范围的电磁波”；C项在原文中找不到依据，原文只将其与硅太阳能电池板的转换效率作了比较；D项二者分别属于基础科学中的生物学和应用科学中的仿生学。 3.A 表示是能量传递过程，即染料层中的分子通过不断地吸收光子能量变为激发态再经过能量传递恢复为原稳态的循环往复，最终将光子的能量送入半导体的过程。 4.C 利用多层染料薄膜仿照植物的光合作用过程转换太阳能的方法，是更加有效开发太阳能的新方法，不是对目前使用的硅太阳能电池板的改进。 提示：