随着可再生能源不断渗透到我们生活的方方面面，太阳能电池也成为了一种越来越重要的能源设施，而科学家们也在不断地研究创新以进一步改进它们的性能。
近期，美国斯坦福大学的工程师们开发出了一种金字塔形的透镜，它可以将任何角度的阳光都聚焦到太阳能电池上，使其从日出到日落都能收集能量。这项研究成果已于近期发表在了《微系统与纳米工程》杂志上。
众所周知，太阳能电池在阳光直射下工作效率最高，这意味着许多太阳能电池每天只能产生几个小时的能量。有些则通过主动跟随太阳移动来最大化它们的工作时间，但这不仅会消耗能量，还会增加机械的复杂性。
在上述新研究中，斯坦福大学的研究小组希望开发一种“被动技术”，可以收集从任何角度照射到它的阳光，并将其集中到下面的太阳能电池上。最终的结果是一组倒金字塔形状的结构，该团队称之为轴向渐变折射率透镜（AGILE），它将取代太阳能电池的保护性顶面。
在测试中，AGILE原型能够捕捉到90%以上照射到其表面的光线，并将其聚焦，使其在抵达太阳能电池时亮度提高三倍。该团队表示，该系统可以通过收集间接阳光来提高太阳能电池的效率，并在不太理想的天气和条件下提高它们的输出。
别看AGILE听起来很简单，但它背后的工程是十分复杂的。每个小“金字塔”都是由不同的玻璃和聚合物堆积而成，具有不同的折射率。本质上，每一层都会将进入的光线弯曲到不同的程度。
简单而言，顶层的折射率很低，允许光线从任何角度进入，但每往下走一步，光线就会弯曲得更厉害，直到它集中在下面的太阳能电池上。侧面是镜子，将任何偏离的光线反弹到它需要去的地方。
此外，运用多种材料也使该装置能够捕捉从近紫外线到红外线的广泛光谱。也正因为如此，研究小组还必须确保这些材料能够很好地结合在一起——例如，它们在热中以相似的速率膨胀，以避免设备破裂。最值得注意的是，该团队还证明了AGILE可以被3D打印出来。
该团队表示，新系统可以帮助扩大使用太阳能的地方，减少成本和所需的土地。AGILE还甚至可以改进航天器的太阳能电池。来源：财联社
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发布时间：2022-07-01
发布者：管理员
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