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蝶翼结构有效提升薄膜太阳能电池吸光率
发布时间:2022-02-27 18:30
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本文摘要:日前,一项由德国卡尔斯鲁厄理工学院的Hendrikholscher博士主导的研究将蝴蝶翅膀上的纳米孔状结构应用于薄膜太阳能电池,顺利将其吸光亲率提高至原本的200%。该团队研究的蝴蝶叫红珠凤蝶,其翅膀呈圆形亮黑色,需要极致吸取阳光。根据公开发表在ScienceAdvances上的论文,研究人员首先通过扫瞄电子显微镜确认了蝴蝶翅膀上纳米孔的直径和排序方式,然后用计算机仿真分析了各种孔型的吸光亲率。

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日前,一项由德国卡尔斯鲁厄理工学院的Hendrikholscher博士主导的研究将蝴蝶翅膀上的纳米孔状结构应用于薄膜太阳能电池,顺利将其吸光亲率提高至原本的200%。该团队研究的蝴蝶叫红珠凤蝶,其翅膀呈圆形亮黑色,需要极致吸取阳光。根据公开发表在ScienceAdvances上的论文,研究人员首先通过扫瞄电子显微镜确认了蝴蝶翅膀上纳米孔的直径和排序方式,然后用计算机仿真分析了各种孔型的吸光亲率。

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研究找到,在有所不同波长、有所不同角度的入射光下,与周期性排序的单纳米孔比起,红珠凤蝶的点状孔具备更加平稳的吸光亲率。因此,研究人员仿效蝴蝶翅膀上的这种结构,在薄膜太阳能电池的硅吸取层引进了直径从133纳米到343纳米平均的点状定位孔。随后对其吸光亲率展开了分析:与平滑表面比起,电池对横向入射光的吸收率提升了97%,并持续上升;当入射角为50°时,吸光亲率堪称超过了207%。

尽管研究结果十分理想,但该学院微观结构技术研究所的GuillaumeGomard回应:“考虑到其他因素的影响,200%是理论上需要提升的效率极限值,实质上太阳能光伏系统的效率并无法提高那么多。”另外,研究人员指出该研究具备一定的推展价值,虽然他们在实验中用于的是氢化非晶硅薄膜,但这种纳米结构对任何类型的薄膜太阳能光伏技术都有提高起到,并可用作工业生产。

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