科学家3D打印光集中器提升太阳能电池效率

近日，来自荷兰乌得勒支（Utrecht）大学的物理学家开发了出一种非常有趣的3D打印应用装置，该装置有可能彻底改变环保能源的应用现状。科学家们设计和3D打印了一种光集中器，它的作用就像捕获阳光的陷阱一样，使太阳能电池吸收尽可能多的太阳光并优化它的输出。相应地，这将降低太阳能的成本。

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当然，我们已经知道，3D打印机非常适合制作太阳能电池板的定制容器。不过在这个由博士生Lourens van Dijk领导的研究项目中这样装置真的可以使太阳能电池板的效率更高。 正如他在其论文《3D打印集中器阵列用以捕获薄膜太阳能电池上的外部光（D-printed concentrator arrays for external light trapping on thin film solar cells）》的摘要中所说，其3D打印设计可用于当前已经被商用的几乎所有太阳能电池上。“目前这一装置已经在小型太阳能电池上得到了验证，我们现在正在考虑它在大型太阳能电池板上的应用。”van Dijk写道。

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其实这种光收集器本质上是一个抛物面，这个抛物面能够将光线重新投向太阳能电池。而据天工社了解，一般来说，一块普通的太阳能电池会把所有光线的20%反射出去。“这些抛物面能够通过反射帮助太阳能电池实现更高的吸收、提高能源的转换效率。 我们使用3D打印技术制造出了方形、六边形和圆形复合的外部光线收集器，以测试其是否适合集中阵列。这个3D打印收集器被放置在有机太阳能电池的顶部，并显著提高该电池的外部量子效率。”他写道。

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3D打印的2×2方形阵列集中器

这个有趣的构造基本上使van Dijk能够捕获电池接触到的所有阳光。van Dijk估计在使用了这些3D打印的集中器之后，能量输出增加了大约12%，尽管这取决于所用的太阳能电池类型和光的类型。并且同样有利的是，这意味着太阳能电池可以变得更便宜和更薄，同时还能提高其工作效率。

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或许您会有疑问，如此简单的解决方案难道以前没有人想到过吗？实际上还真有人提出过类似的设计，但由于镜面设计的问题，这种概念的实现比它听起来更难。幸好3D打印成了一个完美的解决方案_——3D打印的收集器在优化过其反射特性之后，再涂上一层银。Van Dijk与荷兰国家原子分子研究所 (AMOLF)和Solliance（一个太阳能技术研发联盟）的科学家们进行了广泛的合作来达到这种效果。（来源：天工社）