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  • 借用蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu) 科學(xué)家開(kāi)發(fā)高效薄膜太陽(yáng)能電池板

    2018-08-22 10:58:19 北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
    由于具有比傳統(tǒng)晶體太陽(yáng)能電池還要輕、易于延展等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多科學(xué)家開(kāi)始將目光集中在薄膜太陽(yáng)能電池上,美國(guó)加州理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)最近更透過(guò)模仿一種蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu),提高了薄膜太陽(yáng)能電池的效率,應(yīng)用在電池板上的話(huà),可比傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板吸收多2~3倍的陽(yáng)光量。

    由于具有比傳統(tǒng)晶體太陽(yáng)能電池還要輕、易于延展等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多科學(xué)家開(kāi)始將目光集中在薄膜太陽(yáng)能電池上,美國(guó)加州理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)最近更透過(guò)模仿一種蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu),提高了薄膜太陽(yáng)能電池的效率,應(yīng)用在電池板上的話(huà),可比傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池板吸收多2~3倍的陽(yáng)光量,吸收光照的時(shí)間也可拉長(zhǎng)。

    科學(xué)家常借用昆蟲(chóng)的身體構(gòu)造來(lái)改進(jìn)太陽(yáng)能電池,之前有斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)取材昆蟲(chóng)的復(fù)眼結(jié)構(gòu)研發(fā)新鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,有美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室效法蛾的眼睛設(shè)計(jì)納米分層結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能板,現(xiàn)在,有加州理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)利用蝴蝶翅膀上的構(gòu)造來(lái)提升薄膜太陽(yáng)能電池的效率。

    這種蝴蝶稱(chēng)為紅珠鳳蝶(Pachlioptaaristolochiae),別名七星蝶、紅紋鳳蝶、紅腹鳳蝶,廣泛分布于東亞地區(qū),包括中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、巴基斯坦、印度、尼泊爾、斯里蘭卡、緬甸、泰國(guó)、越南,柬埔寨、印尼、菲律賓、馬來(lái)西亞等地,特征為體背黑色,腹部側(cè)面及尾端密生紅毛,前、后翅呈黑色,翅脈、脈紋及翅緣呈灰白或棕褐色等。

    研究作者RadwanSiddique說(shuō),他偶然發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀上隨機(jī)分布著尺寸、形狀都不規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu),于寒冷的季節(jié)中幫助蝴蝶調(diào)節(jié)并保存體溫,因此引發(fā)他的興趣。將標(biāo)本放在電子顯微鏡下掃描后,他看到這些納米晶格結(jié)構(gòu)的開(kāi)口小于1微米,可以不同的角度散射和吸收不同波長(zhǎng)的光,也因此,這種蝴蝶翅膀的顏色才比其他種類(lèi)還要黑。

    多數(shù)太陽(yáng)能電池板上的晶體電池須以一定角度定位,好直面太陽(yáng)以產(chǎn)生最多的能量,且一天當(dāng)中只有幾個(gè)小時(shí)可以產(chǎn)生電力,但將這種蝴蝶翅膀的小孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用到薄膜太陽(yáng)能電池后,由于小孔大大增加了光從極端角度照進(jìn)來(lái)的吸收量,因此較之前的太陽(yáng)能電池板吸收高出2~3倍的光,且接收陽(yáng)光的時(shí)間也拉長(zhǎng)了,電力可以產(chǎn)出更多。

    以往,薄膜太陽(yáng)能電池因效率較低,多應(yīng)用于手表等小型電子產(chǎn)品上,現(xiàn)在只要在電池上多加幾個(gè)不規(guī)則小孔,就能創(chuàng)造出一種更便宜且可擴(kuò)展的高效薄膜太陽(yáng)能電池板,更重要的,創(chuàng)造這些小孔的過(guò)程非常容易,只要5~10分鐘就大功告成。研究發(fā)布在《科學(xué)先端(ScienceAdvances)》期刊上。

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    責(zé)任編輯:蔣桂云

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