隨著可再生能源不斷滲透到我們生活的方方面面，太陽(yáng)能電池也成為了一種越來(lái)越重要的能源設(shè)施，而科學(xué)家們也在不斷地研究創(chuàng)新以進(jìn)一步改進(jìn)它們的性能。
近期，美國(guó)斯坦福大學(xué)的工程師們開(kāi)發(fā)出了一種金字塔形的透鏡，它可以將任何角度的陽(yáng)光都聚焦到太陽(yáng)能電池上，使其從日出到日落都能收集能量。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《微系統(tǒng)與納米工程》雜志上。
眾所周知，太陽(yáng)能電池在陽(yáng)光直射下工作效率最高，這意味著許多太陽(yáng)能電池每天只能產(chǎn)生幾個(gè)小時(shí)的能量。有些則通過(guò)主動(dòng)跟隨太陽(yáng)移動(dòng)來(lái)最大化它們的工作時(shí)間，但這不僅會(huì)消耗能量，還會(huì)增加機(jī)械的復(fù)雜性。
在上述新研究中，斯坦福大學(xué)的研究小組希望開(kāi)發(fā)一種“被動(dòng)技術(shù)”，可以收集從任何角度照射到它的陽(yáng)光，并將其集中到下面的太陽(yáng)能電池上。最終的結(jié)果是一組倒金字塔形狀的結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)稱之為軸向漸變折射率透鏡（AGILE），它將取代太陽(yáng)能電池的保護(hù)性頂面。
在測(cè)試中，AGILE原型能夠捕捉到90%以上照射到其表面的光線，并將其聚焦，使其在抵達(dá)太陽(yáng)能電池時(shí)亮度提高三倍。該團(tuán)隊(duì)表示，該系統(tǒng)可以通過(guò)收集間接陽(yáng)光來(lái)提高太陽(yáng)能電池的效率，并在不太理想的天氣和條件下提高它們的輸出。
別看AGILE聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它背后的工程是十分復(fù)雜的。每個(gè)小“金字塔”都是由不同的玻璃和聚合物堆積而成，具有不同的折射率。本質(zhì)上，每一層都會(huì)將進(jìn)入的光線彎曲到不同的程度。
簡(jiǎn)單而言，頂層的折射率很低，允許光線從任何角度進(jìn)入，但每往下走一步，光線就會(huì)彎曲得更厲害，直到它集中在下面的太陽(yáng)能電池上。側(cè)面是鏡子，將任何偏離的光線反彈到它需要去的地方。
此外，運(yùn)用多種材料也使該裝置能夠捕捉從近紫外線到紅外線的廣泛光譜。也正因?yàn)槿绱?，研究小組還必須確保這些材料能夠很好地結(jié)合在一起——例如，它們?cè)跓嶂幸韵嗨频乃俾逝蛎?，以避免設(shè)備破裂。最值得注意的是，該團(tuán)隊(duì)還證明了AGILE可以被3D打印出來(lái)。
該團(tuán)隊(duì)表示，新系統(tǒng)可以幫助擴(kuò)大使用太陽(yáng)能的地方，減少成本和所需的土地。AGILE還甚至可以改進(jìn)航天器的太陽(yáng)能電池。來(lái)源：財(cái)聯(lián)社
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發(fā)布時(shí)間：2022-07-01
發(fā)布者：管理員
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