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模仿玫瑰花瓣表皮细胞可令太阳能电池效率更高

时间:2016-06-29 作者:R. Colin Johnson 阅读:
德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的科学家们从玫瑰花瓣中找到了灵感——他们发现只要模仿植物的表皮结构,就能为太阳能电池提高12%的转换效率。
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德国卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology;KIT)的科学家从玫瑰花瓣中找到了灵感——他们发现玫瑰花瓣中的表皮细胞具有更好的抗反射的功能,能够用于提高有机太阳能电池的效率。

在发表于《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)期刊的研究报告——“花的力量:利用植物的表皮结构提高薄膜太阳能电池的光线采集”(Flower Power: Exploiting Plants' Epidermal Structures for Enhanced Light Harvesting in Thin-Film Solar Cells)中,研究人员详细描述如何使用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)模塑玫瑰花瓣的表皮细胞,在复制其结构后将这些模具压印至光学胶中,使其直接固化至有机太阳能电池。

在进行此实验之前,KIT光技术研究所(LTI)、微结构技术研究所(IMT)、应用物理研究所(APH)以及动物学研究所(ZOO)的研究人员们已经先针对不同植物物种表皮细胞的光学特性与抗反射效果进行研究。他们发现,这些特性在玫瑰花瓣的表现更好。在电子显微镜下进一步检视,研究人员发现玫瑰花瓣的表皮呈现密密麻麻的微结构与不规则排列,研究人员因此决定将它压印到太阳能电池的表面。

这个看似简单的图案转移结果,为垂直入射光带来了更高12%的电力转换效率,以及在很浅的入射角时更进一步提高效率

复制的玫瑰花瓣表皮细胞,表现出优越的全向抗反射特性,不仅能减少表面反射至低于5%的值,同时,每一个复制的表皮细胞就像是微透镜一样,可在太阳能电池中扩展光学路径,从而提高了光子可被吸收的机率。

研究人员认为,这项新发现适用于任何太阳能电池技术,此外,他们也看好进一步结合其他植物的表面特性以实现优化。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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R. Colin Johnson
EETimes前瞻技术编辑。R. Colin Johnson自1986年以来一直担任EE Times的技术编辑,负责下一代电子技术。 他是《Cognizers – Neural Networks and Machines that Think》一书的作者,是SlashDot.Org的综合编辑,并且是他还因对先进技术和国际问题的报道,获得了“Kyoto Prize Journalism Fellow”的荣誉。
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