受昆蟲(chóng)眼睛結(jié)構(gòu)啟發(fā) 科學(xué)家找到研發(fā)耐用鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的方法

:據(jù)外媒報(bào)道，受昆蟲(chóng)眼睛的蜂窩型結(jié)構(gòu)啟發(fā)，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種研發(fā)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵方法，這種方法將使電池更持久耐用。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池比傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池便宜且容易制造。這種鈣鈦礦材料用于太陽(yáng)電池最早是在2009年。

然而這種材料面臨的一個(gè)問(wèn)題是，與普通的硅太陽(yáng)能電池相比，鈣鈦礦的鹽狀晶體結(jié)構(gòu)使其非常脆弱。包括太陽(yáng)能屋頂在內(nèi)的絕大多數(shù)太陽(yáng)能設(shè)備都是扁平設(shè)計(jì)。而水分、空氣、熱量，甚至長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射會(huì)使包括鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能設(shè)備容易損壞。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)從自然界尋找開(kāi)發(fā)靈感——或更具體地觀察昆蟲(chóng)的眼睛。他們蒼蠅的眼睛由數(shù)千個(gè)六邊形排列的感光體單元組成，并受到一種“支架”的保護(hù)。該團(tuán)隊(duì)決定遵循這一模式，并且研發(fā)了一種蜂窩型鈣鈦礦微電池，其受到一個(gè)由低成本環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的寬度為0.02英寸的六邊形支架的保護(hù)。

研究人員發(fā)現(xiàn)這種支架使得電池對(duì)裂縫的抵抗力更強(qiáng)，對(duì)電池將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的效率幾乎沒(méi)有影響。

該團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了蜂窩狀太陽(yáng)能電池的耐受極端條件的能力，將其暴露于85ºC溫度下和85%濕度下，能持續(xù)使用六周。

該研究論文已發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。