【編者按】太陽能汽車零污染，能源用之不竭，被人們稱為“未來汽車”欠杀。但灰塵、尾氣爸备、霧氣讯策、雨水，常常使大面積暴露在室外的太陽能電池板發(fā)生污染荤勤，從而導致光電轉(zhuǎn)換效率受限购烹。

太陽能汽車零污染，能源用之不竭蒂轨，被人們稱為“未來汽車”。但灰塵拔衙、尾氣檩榕、霧氣、雨水栓稻，常常使大面積暴露在室外的太陽能電池板發(fā)生污染关揣，從而導致光電轉(zhuǎn)換效率受限。

怎樣才能解決這一難題呢?來自華北電力大學的仰望星空團隊設計了一款具有減反射土辩、自清潔功能的太陽能電池玻璃蓋片支救，能將車載太陽能電池輸出電流提高約30%。該團隊在全國青年科普創(chuàng)新實驗作品大賽上脫穎而出拷淘，獲得了北京市大學組第1名的好成績各墨。

電池蓋片蒙塵引發(fā)思考

上海姑娘王簡發(fā)現(xiàn)，太陽能汽車的電池一到冬天启涯，尤其是霧霾天時贬堵，很容易灰蒙蒙的，影響供電效果结洼。從車載太陽能電池入手黎做，王簡發(fā)現(xiàn)目前太陽能的使用有對入射光的吸收率不高導致光電轉(zhuǎn)換效率有限及受環(huán)境污染影響使用壽命減短等困境叉跛。

帶著高中時就發(fā)現(xiàn)的問題，王簡考進了華北電力大學蒸殿，在這里她遇到了志同道合的同學——唐悅筷厘。兩人既是同班同學又是室友，一拍即合宏所，決定利用自己的創(chuàng)意解決問題土汽。

仿生學原理打開思路

“我們決定從外部入手，以太陽能電池蓋片為研究對象窖升，提高效率级衅。”王簡和唐悅發(fā)現(xiàn)呕瞎，太陽能汽車的電池長期處在戶外笑诫，很少有人會定期清洗它，能不能發(fā)明一種自清潔的方式來解決因為污染而產(chǎn)生的透光性下降的問題呢?

“大家都見過雨中的荷葉婉肆，雨滴會凝結成水珠滾落咽行。如果這種原理應用在玻璃上就可以利用凝結成珠的雨水滾落帶走灰塵，對玻璃進行自清潔衰惜〔钏希”唐悅解釋，參照荷葉的原理挤夕，由于表面張力和凸體間空氣的阻力作用赫斥，仿生對象上的水滴總是收縮成球狀，使其接觸角變大沪么，疏水性增強硼婿，具備自清潔功能。

此外禽车，增加太陽光的入射率寇漫，減少反射率，也是提高效率的途徑殉摔，飛蛾復眼光學減反原理在相關領域早有應用州胳。借鑒自然界荷葉表面自清潔和飛蛾復眼光學減反原理與微觀結構的關系，王簡和唐悅提出了一種應用于太陽能電池表面的納米線結構逸月，既能防污染又能減反增透栓撞。

數(shù)十次試驗尋找工藝最優(yōu)值

王簡和唐悅申請到了“大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃”的資助，團隊的“雪球”也越滾越大碗硬「停“有志這方面研究的同學和朋友不斷加入。除了我們兩個是電氣與電子工程專業(yè)外肛响，團隊里還有來自石油專業(yè)岭粤、核電專業(yè)惜索、通信專業(yè)和可再生能源專業(yè)的《璩模”

為了尋找效果最佳值铡碧，同學們做了40余次試驗才找到了最合適的腐蝕時間和溫度。唐悅說羔题，這種微納仿生學表面結構制備工藝過程可控愧蔬、成本低〖危“太陽能電池每平方米價格約在千元左右茴夯，而按照我們的設計方法，每平方米的加工價在5至10元左右矢妄，投入產(chǎn)出比較大屁茁，為推廣到實際大規(guī)模使用奠定基礎』惴眨”

輸出電流提高約3成

由于學校實驗室條件有限组伐，項目組與廠家取得聯(lián)系，在廠家的幫助下設計了室外仿真工況對比試驗：一組太陽能電池上粘貼未處理原始玻璃蓋片呛靡，另一組太陽能電池上粘貼處理過的玻璃蓋片硕帖，測試兩組太陽能電池輸出功率。隨后铅鲤，將兩組太陽能電池置于戶外試驗區(qū)域划提，測試兩組太陽能電池輸出功率變化情況。

30天后邢享，太陽能電池輸出電壓基本沒有變化鹏往，而輸出電流變化明顯。由于表面具有納米結構玻璃蓋片的減反增透性驼仪，處理后太陽能電池輸出電流較原始樣件提高約5%掸犬。

由于污染作用袜漩，原始玻璃蓋片對應的太陽能電池輸出電流下降約25%绪爸，表面具有納米結構玻璃蓋片對應的太陽能電池電流下降約10%，經(jīng)過處理后太陽能電池輸出電流提高約30%宙攻，太陽能電池穩(wěn)定性明顯提高奠货。

已申請專利將改進推廣

工藝簡單、經(jīng)濟座掘、有效递惋，能夠從一定程度上提高太陽能電池的輸出功率，提升穩(wěn)定性驳疚，使王簡和唐悅團隊的設計在大面積戶外應用太陽能領域具有明顯的市場優(yōu)勢炬伶。不久前浅腥，在全國青年科普創(chuàng)新實驗作品大賽上，該項目獲得了北京市第1名吻拼、全國第3名的好成績鱼雇。在不斷參賽的過程中，這個設計也得到了市場的關注局权，不少廠商與這個大學生創(chuàng)新團隊取得了聯(lián)系礼猪。

目前，這個項目正在申請專利拒徐，也已與上海某研究所廠家達成合作硅盹，在民用太陽能光伏領域試用。唐悅坦言：“要向工業(yè)生產(chǎn)推廣莽每，存在許多不確定的因素又竞，只有保證技術到位，才能克服不精準的條件劣勢残匈。此外菲藏，納米技術的大規(guī)模應用存在世界性難題——不耐磨損，怎樣使我們的設計使用壽命延長胆萧，也是我們探索的方面庆揩。”

唐悅表示跌穗，后續(xù)項目組擬開展創(chuàng)業(yè)嘗試订晌。在創(chuàng)業(yè)初始階段，擬通過獲得政府蚌吸、企業(yè)資助的方式锈拨，購置小型生產(chǎn)設備和工裝等，實現(xiàn)小批量生產(chǎn),并不斷完善工藝羹唠。通過推廣奕枢，最終實現(xiàn)為各大太陽能電池廠家長期供貨的目標。

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