3D打印的創(chuàng)新型太陽能電池 靈感來源于黑蝴蝶翅膀

:你一定聽說個(gè)“蝴蝶效應(yīng)”這個(gè)理論，當(dāng)大洋的彼岸蝴蝶扇動(dòng)它的翅膀，在大洋另一端可能會(huì)引起另一場颶風(fēng)。而今天我們討論的也和蝴蝶有關(guān)，那就是來自加州理工學(xué)院和德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院的一組研究人員從蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)中獲得靈感，設(shè)計(jì)出可以更有效吸收光和熱的創(chuàng)新型3D打印太陽能電池板。

作為清潔和可再生能源的來源，光伏電池已經(jīng)可以吸收太陽光并轉(zhuǎn)化為電力。這很環(huán)保，對我們的氣候的影響非常的小，盡管吸收效率有限，這意味著太陽能相 對于傳統(tǒng)能源來說比較昂貴，并沒有像傳統(tǒng)能源一樣廣泛推廣使用。薄膜太陽能電池在捕獲光線方面尤其缺乏。研究人員一直在尋求改善這種狀況，更有效地保護(hù)我們的自然環(huán)境，有什么比自然世界本身更有吸引力的地方呢？

（圖片：Radwanul Hasan Siddique，KIT / Caltech）

這種鱗翅目昆蟲家族的成員生長在南亞和東南亞，它具有獨(dú)特的翼結(jié)構(gòu)，可以參考開發(fā)更有效的小型光伏結(jié)構(gòu)性細(xì)胞。它的翅膀被微小的鱗片覆蓋，可以在各種不同的角度和波長范圍內(nèi)收獲陽光。這些發(fā)現(xiàn)可能是未來設(shè)計(jì)微型太陽能電池板的關(guān)鍵，與許多先進(jìn)的工程研究項(xiàng)目不同，“大自然”母 親免費(fèi)提供給他們。

加州理工學(xué)院的Radwanul Siddique說：“這種蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于波峰和小孔同時(shí)提供良好的機(jī)械穩(wěn)定性，同時(shí)以高效率收獲光。”靈感來自蝴蝶的生理和3D打印技術(shù)，Siddique和他的團(tuán)隊(duì)根據(jù)他們的顯微圖像，決定創(chuàng)建一個(gè)昆蟲翅膀的虛擬3D模型。然后，他們計(jì)算這些3D模型具有的光吸收能力，以便更好地了解它們的光學(xué)性質(zhì)。研究人員讓一些太陽能電池從硅樹脂中模仿出翅膀的鱗片狀納米孔結(jié)構(gòu)。然后在這些面板上進(jìn)行測試，與以前的結(jié)構(gòu)相比，光吸收增加了200％。

（圖片：Radwanul Hasan Siddique，KIT / Caltech）

研究人員目前正在繼續(xù)致力于設(shè)計(jì)光伏吸收器，希望進(jìn)一步提高光收集能力。