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編者按：從大自然獲得靈感，提高太陽能板的捕光能力。沙特阿拉伯團隊以蒼蠅與向日葵為靈感，用交指式背電極太陽能結構(IBC)制作出球形太陽能電池，不需要裝設追日系統(tǒng)也能時時捕獲直射陽光。根據(jù)團隊的研究，新型的IBC結構單晶硅球型太陽能轉換效率達18.93%。這種技術可以為太陽能產(chǎn)業(yè)帶來新的工程萌生想法。


昆蟲的復眼是由多顆“小眼”組成，數(shù)量從數(shù)百到數(shù)千都有，這些小眼睛讓螞蟻、蒼蠅等昆蟲擁有超廣視野與快速偵測運動的能力，而最近沙特阿拉伯科學家就從大自然獲得靈感，想提高太陽能板的捕光能力，研發(fā)外觀神似Disco彩球的球形太陽能，更聲稱發(fā)電效果比一般的2D太陽能電池還要多101%。



沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)、吉達大學與美國加州大學伯克利分校團隊希望能借由增加吸收光的表面積，進而提高太陽能板發(fā)電量，因此以蒼蠅與向日葵為靈感謬思，KAUST微系統(tǒng)工程(microsystems engineering)博士后Nazek El-Atab表示，通過復眼，蒼蠅的視野可以達到270度，而向日葵被廣為人知的就是永遠朝著陽光增長。

因此團隊用交指式背電極太陽能結構(IBC)制作出球形太陽能電池，不需要裝設追日系統(tǒng)也能時時捕獲直射陽光，且取決于采用的太陽能電池材料與環(huán)境，功率可提高15%-100%，根據(jù)團隊的研究，新型的IBC結構單晶硅球型太陽能轉換效率也達18.93%。

團隊的室內實驗測試指出，這種結構散熱性能更強，與傳統(tǒng)的平面太陽能板相比，溫度低10%左右，也因為是球形的，不太會堆積灰塵。至于發(fā)電效果，若是模擬屋頂太陽能情景，僅吸收日照與屋頂漫射光，輸出功率增加60%，鋁片環(huán)繞的話發(fā)電量則高出101%。


(Source：KAUST)

不過要制照球形的太陽能模塊并不容易，首先以皺紋技術(corrugation technique)在轉換效率15%的單晶太陽能板上印蝕刻出138μm的連續(xù)凹痕，提高電池可撓特性，也將損失控制在5.6%，最后再用IBC電池的背后電極網(wǎng)絡特性相互聯(lián)接，最后再用無毒的有機硅化合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)封裝。

團隊認為，這種技術可以為太陽能產(chǎn)業(yè)帶來新的工程萌生想法，用技術來提高太陽能輸出，而非采用成本更高的材料與工藝。

麻省理工學院太陽能工程博士后LIU Zhe指出，雖然這種球形太陽能還沒辦法取代常見的2D太陽能板，但仍有利基市場，像是他的同事為了想要關注可能一去不復返的高爾夫球，正在尋找并研究可以覆蓋在球體上的太陽能電池，同時LIU也認為這種柔性太陽能電池也能裝設在建筑、汽車甚至移動設備上。



 原標題：外觀就像迪斯可球，以復眼為靈感的球形太陽能發(fā)電效果增101%