蛾眼是去年太阳能电池仿生学中的大事,现在看来,一个新的挑战者已经介入了。来自德国卡尔斯鲁厄技术研究所的研究团队已将玫瑰花瓣的纳米级结构(特别是El Toro品种)归零,以将薄膜太阳能电池效率提高多达13%。
埃尔托罗玫瑰
如果埃尔托罗(El Toro)这个名字不为人知,那么我们位于UC-戴维斯基金会植物服务部的朋友可以为您提供别名的缩影,包括角斗士和红山峰,以及略微不那么激进的乔叔叔,简直就是平原老托罗。
不管您怎么说,El Toro都不是紫罗兰色的。一种大型单茎品种,在俄亥俄州著名的科恩育苗所杂交,具深红色的花瓣,深色革质的叶子和可能有很多刺的力量:
看起来很吓人吧?
玫瑰花瓣和太阳能电池效率
研究人员指出,植物的抗反射和拒水能力引起了人们的广泛关注,这为自清洁太阳能电池板和其他材料提供了灵感。
将其独特的表面结构应用于太阳能电池效率则是另一回事。您可以在标题“花的力量:《先进光学材料》杂志上的《利用植物的表皮结构来增强薄膜太阳能电池的光收集》。
如果只是享受一下玫瑰花般的介绍,然后仔细研究一下(并了解团队如何将El Toro作为研究对象),就去看看吧,但是对于那些在旅途中的人来说,这是外卖:
…装饰Rosa'El Toro'花瓣的层次结构被复制到透明的抗蚀剂层中,以形成可应用于任何光伏技术的高效光收集元件。
KIT在新的太阳能电池效率研究的新闻稿中做了详细阐述:
…每一个复制的表皮细胞都充当微透镜。微透镜效应扩展了太阳能电池内的光路,增强了光与物质的相互作用,并增加了光子被吸收的可能性。
通过提高效率,可以使薄膜太阳能电池更薄,更灵活,从而扩大了其潜在应用范围。
顺便说一句,您可以自己动手做。使用一双好镊子,您实际上可以从玫瑰花瓣和其他植物的表面剥去一个透明的层。如果您有任何运气,请在评论主题中给我们留言。
蛾眼与。玫瑰花瓣
这项研究还揭示了理解玫瑰花瓣结构如何以及为什么可以使蛾眼成为太阳能电池效率增强剂的途径。
蛾眼的抗反射特性归因于排列整齐的微观结构阵列。根据研究小组的说法,当将这些结构部署在薄膜太阳能电池上时,它们可以改善光的收集,但不会改变光子的方向。
相反,玫瑰花瓣的表面由杂乱无章的结构组成,并增加了其他“肋骨”。如摘要中所述,除了减少反射损失之外,这还具有重定向光子的作用:
…由于这些表面已发展成为高效的阳光收集器,因此它们具有宽带和全向光学特性,是光伏应用的目标。这些特性使它们特别适合于通过使用单个受植物启发的结构进行光收集和光捕获的目的来解决薄膜太阳能电池中经常发生的大量光学损失。
掌握了这些新知识后,团队的下一步工作将包括进一步研究杂乱无章如何影响太阳能电池效率。
如果您对整个薄膜太阳能电池主题不熟悉,请在我们的姊妹网站Planetsave上查看这部短片,该网站由MIT美国能源部能源前沿研究中心的Joel Jean和Sarah Luppino制作。
现在,Nukes?
核投资者比尔·盖茨利用去年历史性的COP21巴黎气候谈判之机,与他的新“突破联盟”谈论核能,但薄膜太阳能和其他可再生能源似乎正在向前迈进。
不管核研发的进展如何,高成本和公众的反感都在阻碍核能的商业使用。
例如,在美国这里,能源消耗大的州加利福尼亚州将在2025年关闭其最后一座核电站,并在可再生能源,能源存储和能源效率方面做出贡献。
根据一项估计,过渡期间的消费者节省将达到10亿美元。
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图片:顶部通过KIT,底部通过FPS / UC-Davis。
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