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編者按：從大自然獲得靈感，提高太陽能板的捕光能力。沙特阿拉伯團(tuán)隊以蒼蠅與向日葵為靈感，用交指式背電極太陽能結(jié)構(gòu)(IBC)制作出球形太陽能電池，不需要裝設(shè)追日系統(tǒng)也能時時捕獲直射陽光。根據(jù)團(tuán)隊的研究，新型的IBC結(jié)構(gòu)單晶硅球型太陽能轉(zhuǎn)換效率達(dá)18.93%。這種技術(shù)可以為太陽能產(chǎn)業(yè)帶來新的工程萌生想法。


昆蟲的復(fù)眼是由多顆“小眼”組成，數(shù)量從數(shù)百到數(shù)千都有，這些小眼睛讓螞蟻、蒼蠅等昆蟲擁有超廣視野與快速偵測運動的能力，而最近沙特阿拉伯科學(xué)家就從大自然獲得靈感，想提高太陽能板的捕光能力，研發(fā)外觀神似Disco彩球的球形太陽能，更聲稱發(fā)電效果比一般的2D太陽能電池還要多101%。



沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)、吉達(dá)大學(xué)與美國加州大學(xué)伯克利分校團(tuán)隊希望能借由增加吸收光的表面積，進(jìn)而提高太陽能板發(fā)電量，因此以蒼蠅與向日葵為靈感謬思，KAUST微系統(tǒng)工程(microsystems engineering)博士后Nazek El-Atab表示，通過復(fù)眼，蒼蠅的視野可以達(dá)到270度，而向日葵被廣為人知的就是永遠(yuǎn)朝著陽光增長。

因此團(tuán)隊用交指式背電極太陽能結(jié)構(gòu)(IBC)制作出球形太陽能電池，不需要裝設(shè)追日系統(tǒng)也能時時捕獲直射陽光，且取決于采用的太陽能電池材料與環(huán)境，功率可提高15%-100%，根據(jù)團(tuán)隊的研究，新型的IBC結(jié)構(gòu)單晶硅球型太陽能轉(zhuǎn)換效率也達(dá)18.93%。

團(tuán)隊的室內(nèi)實驗測試指出，這種結(jié)構(gòu)散熱性能更強(qiáng)，與傳統(tǒng)的平面太陽能板相比，溫度低10%左右，也因為是球形的，不太會堆積灰塵。至于發(fā)電效果，若是模擬屋頂太陽能情景，僅吸收日照與屋頂漫射光，輸出功率增加60%，鋁片環(huán)繞的話發(fā)電量則高出101%。


(Source：KAUST)

不過要制照球形的太陽能模塊并不容易，首先以皺紋技術(shù)(corrugation technique)在轉(zhuǎn)換效率15%的單晶太陽能板上印蝕刻出138μm的連續(xù)凹痕，提高電池可撓特性，也將損失控制在5.6%，最后再用IBC電池的背后電極網(wǎng)絡(luò)特性相互聯(lián)接，最后再用無毒的有機(jī)硅化合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)封裝。

團(tuán)隊認(rèn)為，這種技術(shù)可以為太陽能產(chǎn)業(yè)帶來新的工程萌生想法，用技術(shù)來提高太陽能輸出，而非采用成本更高的材料與工藝。

麻省理工學(xué)院太陽能工程博士后LIU Zhe指出，雖然這種球形太陽能還沒辦法取代常見的2D太陽能板，但仍有利基市場，像是他的同事為了想要關(guān)注可能一去不復(fù)返的高爾夫球，正在尋找并研究可以覆蓋在球體上的太陽能電池，同時LIU也認(rèn)為這種柔性太陽能電池也能裝設(shè)在建筑、汽車甚至移動設(shè)備上。



 原標(biāo)題：外觀就像迪斯可球，以復(fù)眼為靈感的球形太陽能發(fā)電效果增101%