在如何從太陽光中獲取更多能量的研究之道上,植物可以說是人類的大大前輩?,F(xiàn)在德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院(Karlsruhe Institute of Technology)的科學(xué)家們,從玫瑰花瓣的表皮結(jié)構(gòu)取得靈感,找出能讓太陽能電池提高12% 轉(zhuǎn)換率的方式。
德國的卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)和巴登符騰堡州太陽能與氫能研究中心(ZSW)組成的科學(xué)團(tuán)隊(duì),在《先進(jìn)光學(xué)材料》(Advanced Optical Materials)期刊發(fā)表一篇研究“花的力量:利用植物表皮結(jié)構(gòu)提高薄膜太陽能電池的光線采集”。
內(nèi)容指出,研究團(tuán)隊(duì)針對各式各樣植物表皮(epidermis)細(xì)胞進(jìn)行研究,想了解這些表皮層如何吸收光線,而不是把光反射出去。看似光滑的玫瑰花瓣在電子顯微鏡下,表皮布滿密密麻麻的隨機(jī)凸起結(jié)構(gòu),不但有助于玫瑰花瓣吸收更多光線,也創(chuàng)造能吸引更多昆蟲前來的鮮豔顏色。
選定玫瑰為“吸光”代表后,研究團(tuán)隊(duì)為玫瑰花瓣表皮的結(jié)構(gòu)造模,壓印在光學(xué)膠中,然后以紫外線照射使之凝固,就得到一層與玫瑰花瓣紋理相同結(jié)構(gòu)的透明薄膜。把這片薄膜復(fù)蓋在現(xiàn)有太陽能電池后,能有效降低表面的反射值,使垂直射入的光線轉(zhuǎn)換效率提升12%,而以傾斜角度射入的光線轉(zhuǎn)換效率更高:80 度角的光線能量轉(zhuǎn)換率甚至提高44%。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,每一個仿表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)就像是一個微透鏡,可在太陽能電池中擴(kuò)散光線的路徑,提升光子被吸收的機(jī)率。而研究團(tuán)隊(duì)目前正進(jìn)一步研究如玫瑰花瓣這樣不規(guī)則表面扮演的角色,希望持續(xù)提升太陽能電池的效率。