光伏电池效率要有大突破?明星电缆加上这一“新花样”就可从任何角度捕捉光线
跟着可再生动力不断渗透到咱们日子的方方面面,太阳能电池也成为了一种越来越重要的动力设备,而科学家们也在不断地研讨立异以进一步改善它们的功能。
近期,美国斯坦福大学的工程师们开发出了一种金字塔形的透镜,它能够将任何视点的阳光都聚集到太阳能电池上,使其从日出到日落都能搜集能量。这项研讨成果已于近期宣布在了《微体系与纳米工程》杂志上。
众所周知,太阳能电池在阳光直射下工作功率最高,这意味着许多太阳能电池每天只能发生几个小时的能量。有些则经过自动跟从太阳移动来最大化它们的工作时间,但这不只会耗费能量,还会添加机械的复杂性。
在上述新研讨中,斯坦福大学的研讨小组期望开发一种“被迫技能”,能够搜集从任何视点照射到它的阳光,并将其会集到下面的太阳能电池上。终究的结果是一组倒金字塔形状的结构,该团队称之为轴向突变折射率透镜(AGILE),它将替代太阳能电池的保护性顶面。
在测验中,AGILE原型能够捕捉到90%以上照射到其外表的光线,并将其聚集,使其在抵达太阳能电池时亮度进步三倍。该团队表明,该体系能够经过搜集直接阳光来进步太阳能电池的功率,并在不太抱负的气候和条件下进步它们的输出。
别看AGILE听起来很简略,但它背面的工程是十分复杂的。每个小“金字塔”都是由不同的玻璃和聚合物堆积而成,具有不同的折射率。本质上,每一层都会将进入的光线曲折到不同的程度。
简略而言,顶层的折射率很低,答应光线从任何视点进入,但每往下走一步,光线就会曲折得更凶猛,直到它会集鄙人面的太阳能电池上。旁边面是镜子,将任何违背的光线反弹到它需要去的当地。
此外,运用多种资料也使该设备能够捕捉从近紫外线到红外线的广泛光谱。也正因为如此,研讨小组还必须保证这些资料能够很好地结合在一起——例如,它们在热中以类似的速率胀大,以防止设备决裂。最值得注意的是,该团队还证明了AGILE能够被3D打印出来。
该团队表明,新体系能够协助扩展运用太阳能的当地,削减本钱和所需的土地。AGILE还乃至能够改善航天器的太阳能电池。