近日，加州理工學(xué)院的研究人員從蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)中獲得靈感，設(shè)計(jì)出可以更有效吸收光和熱的創(chuàng)新型3D打印太陽(yáng)能電池板。研究人員目前正在繼續(xù)致力于設(shè)計(jì)光伏吸收器，希望進(jìn)一步提高光收集能力。

你一定聽說(shuō)個(gè)“蝴蝶效應(yīng)”這個(gè)理論，當(dāng)大洋的彼岸蝴蝶扇動(dòng)它的翅膀，在大洋另一端可能會(huì)引起另一場(chǎng)颶風(fēng)。而今天我們討論的也和蝴蝶有關(guān)，那就是來(lái)自加州理工學(xué)院和德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的一組研究人員從蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)中獲得靈感，設(shè)計(jì)出可以更有效吸收光和熱的創(chuàng)新型3D打印太陽(yáng)能電池板。

作為清潔和可再生能源的來(lái)源，光伏電池已經(jīng)可以吸收太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為電力。這很環(huán)保，對(duì)我們的氣候的影響非常的小，盡管吸收效率有限，這意味著太陽(yáng)能相對(duì)于傳統(tǒng)能源來(lái)說(shuō)比較昂貴，并沒有像傳統(tǒng)能源一樣廣泛推廣使用。薄膜太陽(yáng)能電池在捕獲光線方面尤其缺乏。研究人員一直在尋求改善這種狀況，更有效地保護(hù)我們的自然環(huán)境，有什么比自然世界本身更有吸引力的地方呢?

這種鱗翅目昆蟲家族的成員生長(zhǎng)在南亞和東南亞，它具有獨(dú)特的翼結(jié)構(gòu)，可以參考開發(fā)更有效的小型光伏結(jié)構(gòu)性細(xì)胞。它的翅膀被微小的鱗片覆蓋，可以在各種不同的角度和波長(zhǎng)范圍內(nèi)收獲陽(yáng)光。這些發(fā)現(xiàn)可能是未來(lái)設(shè)計(jì)微型太陽(yáng)能電池板的關(guān)鍵，與許多先進(jìn)的工程研究項(xiàng)目不同，“大自然”母親免費(fèi)提供給他們。

加州理工學(xué)院的Radwanul Siddique說(shuō)：“這種蝴蝶翅膀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于波峰和小孔同時(shí)提供良好的機(jī)械穩(wěn)定性，同時(shí)以高效率收獲光。”靈感來(lái)自蝴蝶的生理和3D打印技術(shù)，Siddique和他的團(tuán)隊(duì)根據(jù)他們的顯微圖像，決定創(chuàng)建一個(gè)昆蟲翅膀的虛擬3D模型。然后，他們計(jì)算這些3D模型具有的光吸收能力，以便更好地了解它們的光學(xué)性質(zhì)。研究人員讓一些太陽(yáng)能電池從硅樹脂中模仿出翅膀的鱗片狀納米孔結(jié)構(gòu)。然后在這些面板上進(jìn)行測(cè)試，與以前的結(jié)構(gòu)相比，光吸收增加了200%。