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玫瑰花也能提高太阳能电池效率?德国科学家办到了!

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发表于 2016-7-8 15:27:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

在如何从太阳光中获取更多能量的研究之道上,植物可以说是人类的大大前辈。现在德国卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology)的科学家们,从玫瑰花瓣的表皮结构取得灵感,找出能让太阳能电池提高12% 转换率的方式。

德国的卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和巴登符腾堡州太阳能与氢能研究中心(ZSW)组成的科学团队,在《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)期刊发表一篇研究“花的力量:利用植物表皮结构提高薄膜太阳能电池的光线采集”。

内容指出,研究团队针对各式各样植物表皮(epidermis)细胞进行研究,想了解这些表皮层如何吸收光线,而不是把光反射出去。看似光滑的玫瑰花瓣在电子显微镜下,表皮布满密密麻麻的随机凸起结构,不但有助于玫瑰花瓣吸收更多光线,也创造能吸引更多昆虫前来的鲜豔颜色。

选定玫瑰为“吸光”代表后,研究团队为玫瑰花瓣表皮的结构造模,压印在光学胶中,然后以紫外线照射使之凝固,就得到一层与玫瑰花瓣纹理相同结构的透明薄膜。把这片薄膜复盖在现有太阳能电池后,能有效降低表面的反射值,使垂直射入的光线转换效率提升12%,而以倾斜角度射入的光线转换效率更高:80 度角的光线能量转换率甚至提高44%。

实验结果显示,每一个仿表皮细胞结构就像是一个微透镜,可在太阳能电池中扩散光线的路径,提升光子被吸收的机率。而研究团队目前正进一步研究如玫瑰花瓣这样不规则表面扮演的角色,希望持续提升太阳能电池的效率。


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