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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   3473天前

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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?。



(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(jìn)行了廣泛的合作來達(dá)到這種效果。(文章來源:模型庫網(wǎng))

本文提到的3D打印材料簡介

適合做戒指、掛墜、耳環(huán)等首飾,獎?wù)?、紀(jì)念幣或者對導(dǎo)電性要求高的工業(yè)零件。35元/克為小件(如首飾)的名義價格,如果制作零件較大,價格會顯著下降。
   
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