仿生材料:光伏器件

发布时间:2017-09-30 | 【打印】 【關閉】
  【據materialstoday網站9月14日報導】美國科學家從昆蟲的複眼中汲取靈感,設計出一種將微小太陽能電池組裝在一起,用來開發更加高效的光伏器件的方法。 
  
  在這項研究中,斯坦福大學的一個團隊通過觀測微型透鏡發現複眼是由圓頂狀構成的。他們這項工作指明了一種制備高效光伏材料的方法。這種方法對于其他易碎的光伏材料,比如鈣钛礦,將有效防止由溫度和濕度暴露在外或機械應力等原因造成的材料性能惡化。    

  “鈣钛礦材料是非常有前景的,這種低成本的材料,可以像傳統的矽制太陽能電池一樣,將太陽能有效地轉化爲電能。”Reinhold Dauskardt解釋說,“問題是鈣钛礦材料極不穩定且機械性能差。”他指出,用傳統制備太陽能電池板的方法來制造鈣钛礦材料的太陽能板幾乎無法使用,更不用說在外部環境中長期耐用了。此外,他還指出,傳統太陽能板可能是人們看到屋頂是平面而設計,如果對于比較脆的鹽如鈣钛礦,這些有望成爲制作太陽能板的替換材料,則需要思考設計成二維的。 

  一個現象可能在自然界中被看到。“我們的靈感來自蒼蠅的複眼,這種結構的眼睛是由許多小分段組成的。”Dauskardt解釋道,“它有一個漂亮複雜的蜂巢形狀。如果你失去一段,還會有數百段繼續操作。雖然每個部分都非常脆弱,但它周圍被腳手架牆一樣的東西被保護。” 

  這個包括Brian WatsonAdam Printz的團隊,已經制作了一個基于填充鈣钛礦生存斷裂試驗以及與細胞複合太陽能電池類似的支架。這個支架太陽能轉換效率的損失很小。在鈣钛礦型微絕蜂窩每個細胞只有500微米左右。“這種支架是用廉價的環氧樹脂制成的。”團隊成員Nicholas Rolston說,“它對機械應力有彈性,因而對斷裂更具抵抗力。” 

   除了斷口測試外,研究團隊還進行了85攝氏度和85%相對濕度下,維持六周的熱應力測試。該裝置在這樣悶熱的條件下,繼續以相對高的效率發電。下一步研究目標是以改進光如何從支架分散到每個細胞的鈣钛礦爲重點。 

  信息來源:http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=70692 

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