人类对自己能将阳光转化为能量,往往自鸣得意。而一个德国科学家团队清醒地意识到:地球上的植物千万年来就在做这样的事。他们虚心向植物学习,结果借助玫瑰花瓣上的凹凸印记,创造了一种薄膜,使太阳能电池的效率有了不小的提高。
卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)、太阳能和氢能研究中心(ZSW)研究人员观察了各种不同植物表皮细胞的光学性质,特别关注植物的这一层吸收光的能力。他们发现玫瑰花瓣特别擅长于此。
KIT报告说,“科学家在电子显微镜下发现,玫瑰花瓣的表皮上有密集而杂乱排列的微结构,而在一些位置上随机地长着纳米级的肋状物。”他们相信这些微结构让玫瑰吸收更多的光。
研究人员借助硅基聚合物,成功地复制下了玫瑰花瓣表皮上的印记。他们从花瓣上做得一个凹凸有致的模具,倒入透明的光学胶后,在紫外光下固化,得到了全透明的玫瑰花瓣表皮结构复制品。当它被放到现有的太阳能电池板上时,出现了小小的惊喜:电池板的光电效率显著提高,其中直射光的效率提高12%;而对于斜射光,效率的提高甚至更大。《先进光学材料》报道了这个研究。
附图右上角,是玫瑰花瓣表面的放大画面,可以清楚地看到几十纳米级的突起;图的下方则诠释了光穿过花瓣后的路径。
研究人员正在研究玫瑰花瓣的不规则表面在其他光敏表面的作用,希望能进一步提高太阳能电池的效率。
近期以来,太阳能电池效率方面出现了一些好成绩。5月,澳大利亚新南威尔士大学科学家创下了阳光对电转化率34.5%的新纪录。而对玫瑰花瓣表面微结构的研究等成果,也将有助于进一步提升太阳能作为实用能源的使用。 比尔