模仿蝶翼提升太陽(yáng)能電池吸光率
日前局限,一項(xiàng)由德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的Hendrik hol scher博士主導(dǎo)的研究將蝴蝶翅膀上的納米孔狀結(jié)構(gòu)應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池旺胳,成功將其吸光率提升至原先的200%程昨。
該團(tuán)隊(duì)研究的蝴蝶叫紅珠鳳蝶搔冈,其翅膀呈暗黑色,能夠完美吸收陽(yáng)光咖亏。根據(jù)發(fā)表在Science Advances上的論文肩菲,研究人員首先通過(guò)掃描電子顯微鏡確定了蝴蝶翅膀上納米孔的直徑和排列方式翠坟,然后用計(jì)算機(jī)模擬分析了各種孔型的吸光率。研究發(fā)現(xiàn)犹佣,在不同波長(zhǎng)醒狭、不同角度的入射光下姨篮,與周期性排列的單納米孔相比冲簿,紅珠鳳蝶的不規(guī)則孔具有更為穩(wěn)定的吸光率。
因此矫夷,研究人員模仿蝴蝶翅膀上的這種結(jié)構(gòu)股冗,在薄膜太陽(yáng)能電池的硅吸收層引入了直徑從133納米到343納米不等的不規(guī)則定位孔霹陡。隨后對(duì)其吸光率進(jìn)行了分析:與光滑表面相比,電池對(duì)垂直入射光的吸收率提高了97%止状,并持續(xù)上升;當(dāng)入射角為50°時(shí)穆律,吸光率更是達(dá)到了207%。
盡管研究結(jié)果非常理想导俘,但該學(xué)院微觀結(jié)構(gòu)技術(shù)研究所的Gui l l aume Gomar d表示:“考慮到其他因素的影響峦耘,200%是理論上能夠提高的效率極限值,實(shí)際上太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的效率并不能提升那么多旅薄「ㄋ瑁”另外,研究人員認(rèn)為該研究具有一定的推廣價(jià)值少梁,雖然他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中使用的是氫化非晶硅薄膜洛口,但這種納米結(jié)構(gòu)對(duì)任何類型的薄膜太陽(yáng)能光伏技術(shù)都有改善作用,并可用于工業(yè)生產(chǎn)凯沪。
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