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近日科學(xué)家成功研發(fā)出一種全新的全息光收集器，能夠?qū)⑻?yáng)光的顏色進(jìn)行分隔，從而提高太陽(yáng)能電池的效率。陽(yáng)光中傳遞出來(lái)的能量是目前全球所需能源的 1 萬(wàn)多倍，但難點(diǎn)在于如何將這些能量收集起來(lái)。


目前在收集陽(yáng)光的時(shí)候需要考慮到陽(yáng)光的兩個(gè)特性，一個(gè)是所在區(qū)域接收太陽(yáng)的范圍，例如地面或者屋頂。而且這個(gè)范圍可能會(huì)隨著 1 天中的時(shí)間或季節(jié)的變化而產(chǎn)生變化。第二個(gè)就是太陽(yáng)光的顏色，或者說(shuō)光譜。

捕捉太陽(yáng)能的一種方法是使用太陽(yáng)能電池，直接將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能。在像人們放在屋頂上的那些太陽(yáng)能模塊中，許多電池被組裝在一個(gè)剛性的面板上，相互連接，密封，并覆蓋有保護(hù)玻璃。當(dāng)某些顏色的陽(yáng)光落在上面，并且整個(gè)區(qū)域都被光電池覆蓋時(shí)，太陽(yáng)能電池的工作效果最好。然而，需要一些面板面積來(lái)連接電池，而且太陽(yáng)能電池的形狀可能不允許所有剩余的面板面積來(lái)收集太陽(yáng)光。這些影響使太陽(yáng)能電池板的效率比它本來(lái)的效率低。盡可能多地捕捉太陽(yáng)能電池板上的陽(yáng)光是有效利用太陽(yáng)能的關(guān)鍵。


亞利桑那大學(xué)的研究人員最近開發(fā)了一種創(chuàng)新技術(shù)，以捕獲照亮太陽(yáng)能板的未使用的太陽(yáng)能。正如《能源光子學(xué)雜志》（JPE）所報(bào)道的，他們創(chuàng)造了特殊的全息圖，可以很容易地插入太陽(yáng)能電池板的包裝中。每個(gè)全息圖將陽(yáng)光的顏色分開，并將它們引導(dǎo)到太陽(yáng)能板內(nèi)的太陽(yáng)能電池。這種方法可以使太陽(yáng)能電池板在一年內(nèi)轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能量增加約 5%。這將減少為一個(gè)家庭、一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家供電所需的太陽(yáng)能板的成本和數(shù)量。

這項(xiàng)研究得到了 QESST 工程研究中心的支持，該中心由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)能源部贊助，旨在解決轉(zhuǎn)變發(fā)電方式以可持續(xù)地滿足日益增長(zhǎng)的能源需求這一挑戰(zhàn)。

據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的JPE主編Sean Shaheen說(shuō)，該收集器和相關(guān)方法特別值得注意，因?yàn)樗鼈兂杀镜?，可擴(kuò)展，而且有影響力。"這項(xiàng)技術(shù)使太陽(yáng)能的年產(chǎn)量提高了約5%，當(dāng)擴(kuò)展到全球正在安裝的 10 億瓦光伏發(fā)電中的一小部分時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

Kostuk 教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用一種基于明膠的低成本材料證明了他們的全息方法，明膠很容易大量制造。雖然明膠通常來(lái)自動(dòng)物膠原蛋白，但實(shí)驗(yàn)室衍生版本的進(jìn)展使得合成替代品有可能被大規(guī)模使用。 

原標(biāo)題：科學(xué)家研發(fā)出新型全息光收集器 能有效提高太陽(yáng)能電池效率