蝴蝶啟發了下一代太陽能電池板設計:翅膀結構高效吸收光能

人類經常從自然中得到靈感:蝴蝶的翅勝,可能是下一代太陽能電池板的模版。近日科學家複制了鳳蝶(rose butterfly)的翅膀,創造了更高效的薄型太陽能電池。

蝴蝶翅膀結構能吸收陽光 比現時電池更高效

太陽能電池板通常由厚的太陽能電池製成,再調較好角度,以便在整個一天中移動時獲得來自太陽的最大量的光。而只納米厚薄膜的太陽能電池,則擁有很大的市場潛力:它們比起太陽能電池板更便宜和更輕。然後,由於效率較低,我們通常僅在手錶和計算器中看到它們。

而近日,科學家研究了鳳蝶(rose butterfly)的黑色翅膀,並複制了結構,研發出更高效的薄型太陽能電池。與其他類型的細胞不同,它們可以吸收大量的光,而不管角度如何,並且也容易製造。

鳳蝶是東南亞本土的蝴蝶。因為蝴蝶是冷血動物,需要靠陽光保持體溫及飛行,因為它演變出黑色翅膀能夠更好地吸收能量。

為了弄清楚為什麼這些蝴蝶是如此高效,科學家在電子顯微鏡下觀察翅膀,並創建了機翼納米結構的3D模型。翅膀是由微小的鱗片構成,覆蓋著隨機分佈的孔。這些孔小於百萬分之一米,有助於散開光線,幫助蝴蝶吸收熱量。

科學家 Radwanul Siddique表示,蝴蝶翅膀中孔的大小,分佈和形狀都是隨機的。 經過計算機模型計算後,團隊認為,位置和順序對於吸收光是重要的,但結構形狀並不重要。 接下來,他們使用具有相同類型的孔的極薄的氫化非晶矽製造了類似的結構。

多數太陽能電池板定位在一個角度,這意味著它們產生大量的電力幾個小時,然後在其餘的時間內不會太多。 使用這個技術,太陽能電池板可以在一天內產生更多的電力。

Siddique亦表示:「最有趣的是,由於數百萬年的自然選擇,蝴蝶進化出的結構仍然超越了我們的工程有效多。」

資料來源:theverge

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