蝶翼結構有效提升薄膜太陽能電池吸光率
光伏產業網訊
發布日期：2018-05-11
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日前，一項由德國卡爾斯魯厄理工學院的Hendrikholscher博士主導的研究將蝴蝶翅膀上的納米孔狀結構應用于薄膜太陽能電池，成功將其吸光率提升至原先的200%。
日前，一項由德國卡爾斯魯厄理工學院的Hendrikholscher博士主導的研究將蝴蝶翅膀上的納米孔狀結構應用于薄膜太陽能電池，成功將其吸光率提升至原先的200%。
該團隊研究的蝴蝶叫紅珠鳳蝶，其翅膀呈暗黑色，能夠完美吸收陽光。根據發表在ScienceAdvances上的論文，研究人員首先通過掃描電子顯微鏡確定了蝴蝶翅膀上納米孔的直徑和排列方式，然后用計算機模擬分析了各種孔型的吸光率。研究發現，在不同波長、不同角度的入射光下，與周期性排列的單納米孔相比，紅珠鳳蝶的不規則孔具有更為穩定的吸光率。
因此，研究人員模仿蝴蝶翅膀上的這種結構，在薄膜太陽能電池的硅吸收層引入了直徑從133納米到343納米不等的不規則定位孔。隨后對其吸光率進行了分析：與光滑表面相比，電池對垂直入射光的吸收率提高了97%，并持續上升；當入射角為50°時，吸光率更是達到了207%。
盡管研究結果非常理想，但該學院微觀結構技術研究所的GuillaumeGomard表示：“考慮到其他因素的影響，200%是理論上能夠提高的效率極限值，實際上太陽能光伏系統的效率并不能提升那么多。”另外，研究人員認為該研究具有一定的推廣價值，雖然他們在實驗中使用的是氫化非晶硅薄膜，但這種納米結構對任何類型的薄膜太陽能光伏技術都有改善作用，并可用于工業生產。