科學(xué)家3D打印光集中器提升太陽能電池效率
魔猴君 科技前沿 3483天前
近日，來自荷蘭烏得勒支（Utrecht）大學(xué)的物理學(xué)家開發(fā)了出一種非常有趣的3D打印應(yīng)用裝置，該裝置有可能徹底改變環(huán)保能源的應(yīng)用現(xiàn)狀?？茖W(xué)家們設(shè)計和3D打印了一種光集中器，它的作用就像捕獲陽光的陷阱一樣，使太陽能電池吸收盡可能多的太陽光并優(yōu)化它的輸出。相應(yīng)地，這將降低太陽能的成本。
當(dāng)然，我們已經(jīng)知道，3D打印機非常適合制作太陽能電池板的定制容器。不過在這個由博士生Lourens van Dijk領(lǐng)導(dǎo)的研究項目中這樣裝置真的可以使太陽能電池板的效率更高。正如他在其論文《3D打印集中器陣列用以捕獲薄膜太陽能電池上的外部光（D-printed concentrator arrays for external light trapping on thin film solar cells）》的摘要中所說，其3D打印設(shè)計可用于當(dāng)前已經(jīng)被商用的幾乎所有太陽能電池上?！澳壳斑@一裝置已經(jīng)在小型太陽能電池上得到了驗證，我們現(xiàn)在正在考慮它在大型太陽能電池板上的應(yīng)用?！眝an Dijk寫道。
其實這種光收集器本質(zhì)上是一個拋物面，這個拋物面能夠?qū)⒐饩€重新投向太陽能電池。而據(jù)天工社了解，一般來說，一塊普通的太陽能電池會把所有光線的20%反射出去?！斑@些拋物面能夠通過反射幫助太陽能電池實現(xiàn)更高的吸收、提高能源的轉(zhuǎn)換效率。 我們使用3D打印技術(shù)制造出了方形、六邊形和圓形復(fù)合的外部光線收集器，以測試其是否適合集中陣列。這個3D打印收集器被放置在有機太陽能電池的頂部，并顯著提高該電池的外部量子效率?！彼麑懙馈?/span>
（3D打印的2*2方形陣列集中器）
這個有趣的構(gòu)造基本上使van Dijk能夠捕獲電池接觸到的所有陽光。van Dijk估計在使用了這些3D打印的集中器之后，能量輸出增加了大約12%，盡管這取決于所用的太陽能電池類型和光的類型。并且同樣有利的是，這意味著太陽能電池可以變得更便宜和更薄，同時還能提高其工作效率。
或許您會有疑問，如此簡單的解決方案難道以前沒有人想到過嗎？實際上還真有人提出過類似的設(shè)計，但由于鏡面設(shè)計的問題，這種概念的實現(xiàn)比它聽起來更難。幸好3D打印成了一個完美的解決方案_——3D打印的收集器在優(yōu)化過其反射特性之后，再涂上一層銀。Van Dijk與荷蘭國家原子分子研究所 (AMOLF)和Solliance（一個太陽能技術(shù)研發(fā)聯(lián)盟）的科學(xué)家們進行了廣泛的合作來達到這種效果。（文章來源：模型庫網(wǎng)）
