3D打印的太陽能電池創新設計靈感來源于黑蝴蝶翅膀

      你一定聽說個“蝴蝶效應”這個理論，當大洋的彼岸蝴蝶扇動它的翅膀，在大洋另一端可能會引起另一場颶風。而今天我們討論的也和蝴蝶有關，那就是來自加州理工學院和德國卡爾斯魯厄理工學院的一組研究人員從蝴蝶翅膀的結構中獲得靈感，設計出可以更有效吸收光和熱的創新型3D打印太陽能電池板。

       作為清潔和可再生能源的來源，光伏電池已經可以吸收太陽光芒，轉化為電力。這很環保，對我們的氣候的影響非常的小，盡管吸收效率有限，這意味著太陽能相對于傳統來源來說比較昂貴，并沒有像傳統能源一樣廣泛推廣使用。薄膜太陽能電池在捕獲光線方面尤其缺乏。研究人員一直在尋求改善這種狀況，更有效地保護我們的自然環境，有什么比自然世界本身更有吸引力的地方呢？


（圖片：Radwanul Hasan Siddique，KIT / Caltech）
     這是黑蝴蝶進來的地方，正式稱為Pachliopta aristolochiae，這個鱗翅目昆蟲家族的成員生長在南亞和東南亞，它具有獨特的翼結構，可以參考開發更有效的小型光伏結構性細胞。它的翅膀被微小的鱗片覆蓋，可以在各種不同的角度和波長范圍內收獲陽光。這些發現可能是未來設計微型太陽能電池板的關鍵，與許多先進的工程研究項目不同，“大自然”母親免費提供給他們。

      加州理工學院的Radwanul Siddique說：“這種蝴蝶翅膀的結構設計基于波峰和小孔同時提供良好的機械穩定性，同時以高效率收獲光。”靈感來自蝴蝶的生理和3D打印技術，Siddique和他的團隊根據他們的顯微圖像，決定創建一個昆蟲翅膀的虛擬3D模型。然后，他們計算這些3D模型具有的光吸收能力，以便更好地了解它們的光學性質。在此之后，下一個合乎邏輯的步驟是使一些太陽能電池從硅樹脂中模仿出翅膀的鱗片狀納米孔結構。然后在這些面板上進行測試，與以前的結構相比，光吸收增加了200％。


（圖片：Radwanul Hasan Siddique，KIT / Caltech）

     研究人員目前正在繼續致力于設計光伏吸收器，希望進一步提高光收集能力。

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