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    受蝴蝶翅膀启发 科学家开发吸光更强的太阳能板

    时间:2017-10-21 12:20 来源:未知

      科学家加州理工学院(Caltech)和德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一组研究人员从一种黑蝴蝶翅膀的特殊构造中取得灵感,开发出吸收光能效率更高的3D打印太阳能电池板。 这一大天然的馈赠,将赞助科学家开发更加高效和低本钱的薄膜太阳能电池。目前,纳米级的薄膜太阳能电池拥有极大的潜能,可用于打造微型便宜的太阳能电池,但是目前其光伏转换效能较低,仅被应用在盘算器、腕表等装备中。

      这种黑蝴蝶属于珠凤蝶属中的红珠凤蝶(Pachliopta aristolochiae)广泛分布在南亚和东南亚,它具有独特的翼结构,能够参考开发更有效的小型光伏结构性细胞。它的翅膀被微小的鳞片笼罩,可以在各种不同的角度和波长范围内收成阳光。加州理工学院的Radwanul Siddique率领的科学小组在电子显微镜下仔细地研究了这种蝴蝶翅膀的奇特纳米微观结构,发现其微观结构中涌现了大批随机分布的空泛小孔,这些孔径小于一微米的孔洞是提高蝴蝶翅膀光能吸收的要害。

      加州理工学院的Radwanul Siddique带领的小组通过计算机剖析这些翅膀的3D模型,以便更好地懂得它们的光学性质。研究人员发现这些孔洞的尺寸、散布和形状都是随机的,但是其位置和次序对于提高吸收光能效率来说至关重要,接下来他们模仿黑蝴蝶翅膀的纳米结构模型,让一些太阳能电池从硅树脂中模拟出翅膀的鳞片状纳米孔结构。然后在打印了一些具备相似结构的太阳能面板进行测试,与以前的结构相比,光吸收效率增加了200%。

    研究人员目前正在持续致力于设计光伏吸收器,希望进一步进步光收集才能。

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