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2022-06-28 17:10 |
一種金字塔形透鏡可提高太陽(yáng)能電池效率
據(jù)New Atlas報(bào)道，太陽(yáng)能電池是一種越來(lái)越重要的可再生能源，但仍有改進(jìn)的余地。斯坦福大學(xué)的工程師們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種金字塔形的透鏡，可以將任何角度的陽(yáng)光聚焦到太陽(yáng)能電池上，使其從日出到日落都能收集能量。 S3> <zGYk
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太陽(yáng)能電池在陽(yáng)光直射下工作效果最好，這意味著許多太陽(yáng)能電池每天可能只有幾個(gè)小時(shí)的良好發(fā)電量。其他電池通過(guò)主動(dòng)移動(dòng)以跟隨太陽(yáng)穿過(guò)天空來(lái)最大限度地延長(zhǎng)其工作時(shí)間，但這將消耗能量并增加機(jī)械復(fù)雜性。 NnqAr ,
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對(duì)于這項(xiàng)新研究，斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊(duì)著手開(kāi)發(fā)一種被動(dòng)技術(shù)，可以收集從任何角度照射到它的陽(yáng)光，并將其集中到下面的太陽(yáng)能電池。最終的結(jié)果是一個(gè)倒金字塔形結(jié)構(gòu)的陣列，該團(tuán)隊(duì)稱(chēng)之為軸向漸變折射率透鏡（AGILE），它將形成一個(gè)層，取代太陽(yáng)能電池的保護(hù)性頂面。 )cYbE1=u8>
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在測(cè)試中，AGILE原型能夠捕捉到90%以上照射到其表面的光線(xiàn)，將其聚焦，使其在到達(dá)太陽(yáng)能電池時(shí)亮度提高三倍。該團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)可以提高太陽(yáng)能電池的效率，使它們能夠收集間接的陽(yáng)光，并在不太理想的天氣和條件下提高其輸出。 3J w}MFFV
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AGILE聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但它背后的工程卻相當(dāng)復(fù)雜。每個(gè)小“金字塔”都是由不同的玻璃和聚合物堆積而成，具有不同的折射率--本質(zhì)上，每一層都會(huì)將進(jìn)入的光線(xiàn)彎曲到不同的程度。頂層的折射率很低，允許光線(xiàn)從任何角度進(jìn)入，但每往下走一步，光線(xiàn)就會(huì)彎曲得更厲害，直到它集中在下面的太陽(yáng)能電池上。側(cè)面是鏡子，將任何偏離的光線(xiàn)反彈到它需要去的地方。 4>t=r\"4
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這些多種材料也使該設(shè)備能夠捕獲從近紫外線(xiàn)到紅外線(xiàn)的廣泛光譜。該團(tuán)隊(duì)還必須確保這些材料能夠很好地協(xié)同工作--例如，它們?cè)谑軣釙r(shí)的膨脹速度相似，以避免設(shè)備開(kāi)裂。即使使用幾種材料，該團(tuán)隊(duì)也證明了AGILE可以被3D打印。 E{}Vi>@V?
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該團(tuán)隊(duì)表示，新系統(tǒng)可以幫助擴(kuò)大可以使用太陽(yáng)能的地方，同時(shí)減少成本和所需的土地。AGILE甚至可以改進(jìn)航天器的太陽(yáng)能電池。 )UA kg
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該研究發(fā)表在《微系統(tǒng)與納米工程》雜志上。 , nz3S5~
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相關(guān)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41378-022-00377-z
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