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来自 生命科学 2020-03-24 08:45 的文章
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蝴蝶翅膀激发新的太阳能技术

上海交通大学的科学家们找出一种方法来复制蝴蝶翅膀上的太阳能集热器,然后把这种装置转移到了dye-sensitized电池上。太阳能集热器的结构像蜂窝,这有助于分散和吸收阳光。科学家认为,蝴蝶翅膀上的太阳能集热器比传统的dye-sensitized电池的效率要高的多。

加州理工学院和德国卡尔斯鲁厄理工学院的一组研究人员从一种黑蝴蝶翅膀的特殊结构中获得灵感,开发出吸收光能效率更高的3D打印太阳能电池板。这一大自然的馈赠,将帮助科学家开发更加高效和低成本的薄膜太阳能电池。目前,纳米级的薄膜太阳能电池具有极大的潜能,可用于打造微型廉价的太阳能电池,但是目前其光伏转换效能较低,仅被应用在计算器、手表等设备中。

模仿蝴蝶翅膀可以被用来制造各种光学活性结构,如光学扩散或覆盖,最大限度地提高太阳能电池的光吸收,或其他类型的设备。从这种新材料的研究和测试,得出的结论表明,在不久的将来,这一过程可能导致更多的经济和高效的太阳能电池。

加州理工学院的Radwanul Siddique率领的小组通过计算机分析这些翅膀的3D模型,以便更好地了解它们的光学性质。研究人员发现这些孔洞的尺寸、分布和形状都是随机的,但是其位置和顺序对于提高吸收光能效率来说至关重要,接下来他们模仿黑蝴蝶翅膀的纳米结构模型,让一些太阳能电池从硅树脂中模仿出翅膀的鳞片状纳米孔结构。然后在打印了一些具有类似结构的太阳能面板进行测试,与以前的结构相比,光吸收效率增加了200%。

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