日前, 一项由德国卡尔斯鲁厄理工学院的Hendrik hol scher博士主导的研究将蝴蝶翅膀上的纳米孔状结构应用于薄膜太阳能电池, 成功将其吸光率提升至原先的200%.
该团队研究的蝴蝶叫红珠凤蝶, 其翅膀呈暗黑色, 能够完美吸收阳光. 根据发表在ScienceAdvances上的论文, 研究人员首先通过扫描电子显微镜确定了蝴蝶翅膀上纳米孔的直径和排列方式, 然后用计算机模拟分析了各种孔型的吸光率. 研究发现, 在不同波长, 不同角度的入射光下, 与周期性排列的单纳米孔相比, 红珠凤蝶的不规则孔具有更为稳定的吸光率.
因此, 研究人员模仿蝴蝶翅膀上的这种结构, 在薄膜太阳能电池的硅吸收层引入了直径从133纳米到343纳米不等的不规则定位孔. 随后对其吸光率进行了分析: 与光滑表面相比, 电池对垂直入射光的吸收率提高了97%, 并持续上升; 当入射角为50°时, 吸光率更是达到了207%.
尽管研究结果非常理想, 但该学院微观结构技术研究所的GuillaumeGomard表示: '考虑到其他因素的影响, 200%是理论上能够提高的效率极限值, 实际上太阳能光伏系统的效率并不能提升那么多. ' 另外, 研究人员认为该研究具有一定的推广价值, 虽然他们在实验中使用的是氢化非晶硅薄膜, 但这种纳米结构对任何类型的薄膜太阳能光伏技术都有改善作用, 并可用于工业生产.
