美國西北大學(xué)的研究人員最近發(fā)現(xiàn),藍光光盤中的納米結(jié)構(gòu)具備非常好的光線吸收能力,使用這種材料制作的太陽能板可將自身能效提升22%。
和CD及DVD一樣,藍光光盤也擁有三層結(jié)構(gòu),包括上下兩側(cè)塑料,以及中間的存儲媒介。光盤中的數(shù)據(jù)就是以一系列凹陷(大約75納米長的小凹槽)的形式存儲在這一層介質(zhì)當(dāng)中的。想要讀取數(shù)據(jù),需要使用激光照射存儲介質(zhì),隨后激光會回彈到傳感器當(dāng)中。根據(jù)凹陷的不同,激光反射的方式也會有所不同,這樣便實現(xiàn)了二進制數(shù)據(jù)的存儲和讀取。
在藍光光盤上,二進制數(shù)據(jù)并非是直接燒錄在光盤上,而是需要另外進行壓縮和添加錯誤控制代碼,這樣一來,即便光盤上有小的劃痕,也依然不會影響數(shù)據(jù)的讀取。因為錯誤控制代碼每幾個字節(jié)都要添加一次,整個光盤因此便被準(zhǔn)隨機的凹陷和凸起所覆蓋,它們每隔150-525納米便有一個循環(huán)圖案——這也就是光盤上會出現(xiàn)彩虹光的原因。
研究人員發(fā)現(xiàn),藍光光盤的這兩種特性——準(zhǔn)隨即圖案,每150-525納米的重復(fù)——非常適合用來捕捉可見光和近紅外光譜當(dāng)中的光子。目前的太陽能電池之所以不夠效率,是因為許多光子會被反射出面板,而不是被轉(zhuǎn)化成電子。
為了制作這種新型的太陽能板,西北大學(xué)的研究人員購買了一份《警察故事3:超級警察》的藍光光盤,去掉了頂部的塑料層,將存儲媒介暴露出來。隨后他們對光盤上的準(zhǔn)隨機圖案進行了制模,并使用該模具制作出了擁有相同圖案的
光伏電池。
測試發(fā)現(xiàn),這種太陽能板的效率大約是40%,對比普通太陽能板提升了約22%。從圖中可以看出,納米結(jié)構(gòu)在整個400-700納米波長范圍內(nèi)提升了太陽能板的吸收和效率。
對藍光光盤進行制模非常簡單,成本也很低,但是在未來,這種準(zhǔn)隨機納米圖案將可以直接被生產(chǎn)出來,從而省去了中間步驟。