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如何提升集光版收集光能的效率?

圖片來源:Wikipedia

如何提升集光版收集光能的效率?答案可能就近在眼前,只是我們視而不見而已。

來自卡爾斯魯厄理工學院(Karlsruhe Institute of Technology)的研究團隊發現,只要模仿植物的表皮結構,就可以提升集光版12%的效率喔!

人造的介面往往受到陽光照射時,會反射大量的光能,不但降低收集光能的效率,也造成附近的建築物內的居民不適。但是沒有人經過一棵樹或一片森林,會被樹葉的反射干擾--那是因為不同植物物種的表皮細胞,都有防反射效果(antireflection effect )。

研究團隊研究這些植物的防反射能力,發現玫瑰花瓣是其中翹楚--玫瑰花瓣藉由防反射效果來提供更強的色彩對比,從而提升授粉的機會。研究團隊在電子顯微鏡下觀察後發現,玫瑰花瓣的表皮是由密密麻麻的微觀結構的不規則安排,來達成它絕佳的防反射效果。 如果把同樣的表面結構用在光電池的集光板上,是否能有效提升集光效率呢?為了準確地複製這些結構,研究團隊把它轉移到由聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)的模具中,印下表面結構的陰模到光學膠上,然後讓它在UV光下固化。

接著研究團隊把這個仿植物結構使用在集光板上,結果使集光效率提升12%!而且,當入射角變淺的時候,集光效率與原來的集光板相比,還要更高。過去為了提升光能轉換的效率所做的努力,可能都趕不上這個要多。畢竟,數百萬年的演化產生的結構,怎麼可能輕易地就被我們打敗呢?

參考文獻:

Ruben Hünig et. al. Flower Power: Exploiting Plants' Epidermal Structures for Enhanced Light Harvesting in Thin-Film Solar Cells. Advanced Optical Materials, 2016; DOI: 10.1002/adom.201600046

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