研究目的
展示一种简单且持久的纸质生物太阳能电池，该电池利用光合细菌作为生物催化剂，在即时诊断应用中实现自维持发电。
研究成果
这种纸质生物太阳能电池在供电时长和性能方面表现出显著提升，最大功率密度和电流密度分别达到10.7微瓦/平方厘米和65.0微安/平方厘米。该设备具有自维持性和简易性，有望成为资源有限地区纸质即时诊断应用的理想供电方案。
研究不足
由于透气密封胶带导致水分蒸发，该设备的性能随时间推移而下降。需要进一步发现新材料以减少水分蒸发并提高设备的可持续性。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一种以光合细菌为生物催化剂的纸质生物太阳能电池。该设计包含透明密封层、三维纸质腔室、阳极纸层、质子交换膜和阴极层。
2：样本选择与数据来源：
使用光合细菌聚球藻PCC 6803和异养细菌希瓦氏菌MR1。通过600 nm处的光密度监测细菌生长情况。
3：实验设备与材料清单：
Whatman 3MM级色谱纸、氧化银、蓝藻BG-11淡水培养液、二甲基亚砜、戊二醛溶液、Whatman核孔膜、磷酸盐缓冲盐水、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)：聚苯乙烯磺酸盐、导电石墨墨水。
4：实验步骤与操作流程：
通过组装五个功能层构建生物太阳能电池。使用美国国家仪器数据采集模块进行电学测量。通过细菌固定和扫描电镜成像观察细菌在纸纤维上的附着情况。
5：数据分析方法：
通过欧姆定律计算连接外部电阻时的电流与发电量，并测量电压输出。电流密度和功率密度以阳极表面积为基准进行归一化处理。
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获取完整内容-
Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate
Clevios PH1000
Heraeus
Used to make the paper reservoir conductive.
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Whatman Grade 3MM Chromatography paper
3030-861
VWR International, LLC
Used as the substrate for the biological solar cell.
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Ag2O
AA11407-14
VWR International, LLC
Used as a solid-state cathodic catalyst.
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Cyanobacteria BG-11 freshwater solution
Sigma-Aldrich
Used as the medium for photosynthetic bacteria.
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Conductive graphite ink
E34561000G
Fisher Scientific Company, LLC
Used as the current collector.
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National Instruments data acquisition module
USB-6212
National Instruments
Used for voltage measurements.
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