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借用蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu) 科學(xué)家開發(fā)高效薄膜太陽能電池板
借用蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu) 科學(xué)家開發(fā)高效薄膜太陽能電池板:由于具有比傳統(tǒng)晶體太陽能電池還要輕、易于延展等優(yōu)點,越來越多科學(xué)家開始將目光集中在薄膜太陽能電池上,美國加州理工學(xué)院團隊最近更透
:由于具有比傳統(tǒng)晶體太陽能電池還要輕、易于延展等優(yōu)點,越來越多科學(xué)家開始將目光集中在薄膜太陽能電池上,美國加州理工學(xué)院團隊最近更透過模仿一種蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu),提高了薄膜太陽能電池的效率,應(yīng)用在電池板上的話,可比傳統(tǒng)的太陽能電池板吸收多2~3倍的陽光量,吸收光照的時間也可拉長。
科學(xué)家常借用昆蟲的身體構(gòu)造來改進(jìn)太陽能電池,之前有斯坦福大學(xué)團隊取材昆蟲的復(fù)眼結(jié)構(gòu)研發(fā)新鈣鈦礦太陽能電池,有美國國家實驗室效法蛾的眼睛設(shè)計納米分層結(jié)構(gòu)的太陽能板,現(xiàn)在,有加州理工學(xué)院團隊利用蝴蝶翅膀上的構(gòu)造來提升薄膜太陽能電池的效率。
這種蝴蝶稱為紅珠鳳蝶(Pachlioptaaristolochiae),別名七星蝶、紅紋鳳蝶、紅腹鳳蝶,廣泛分布于東亞地區(qū),包括中國臺灣地區(qū)、巴基斯坦、印度、尼泊爾、斯里蘭卡、緬甸、泰國、越南,柬埔寨、印尼、菲律賓、馬來西亞等地,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,他偶然發(fā)現(xiàn)了蝴蝶翅膀上隨機分布著尺寸、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)的開口小于1微米,可以不同的角度散射和吸收不同波長的光,也因此,這種蝴蝶翅膀的顏色才比其他種類還要黑。
多數(shù)太陽能電池板上的晶體電池須以一定角度定位,好直面太陽以產(chǎn)生最多的能量,且一天當(dāng)中只有幾個小時可以產(chǎn)生電力,但將這種蝴蝶翅膀的小孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用到薄膜太陽能電池后,由于小孔大大增加了光從極端角度照進(jìn)來的吸收量,因此較之前的太陽能電池板吸收高出2~3倍的光,且接收陽光的時間也拉長了,電力可以產(chǎn)出更多。
以往,薄膜太陽能電池因效率較低,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不規(guī)則小孔,就能創(chuàng)造出一種更便宜且可擴展的高效薄膜太陽能電池板,更重要的,創(chuàng)造這些小孔的過程非常容易,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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