科学家设计折叠与透明电池板的方案 重新构想太阳能利用的未来

科学家设计折叠与透明电池板的方案 重新构想太阳能利用的未来

首页模拟经营托米完美世界更新时间:2024-06-03

科学家们一直在寻找让我们的世界变得更美好的方法,他们关注的一个领域就是太阳能。这方面的一个想法是,通过将更多的太阳光集中到太阳能电池上,提高太阳能电池的效率。

最近,卡文迪什实验室和荷兰阿姆斯特丹 AMOLF 公司的一组科学家在对此进行研究时发现,以这种方式提高太阳能电池的效率比我们想象的要难,但他们也发现了其他途径,通过这些途径,也许可以提高地球上任何地方的太阳能捕获效率。

研究人员想知道,太阳能电池这种将太阳光转化为电能的设备,是否可以进行调整,以便在世界上太阳光浓度可能较高的不同地区发挥更好的性能。为了研究这个问题,他们使用机器学习模型和神经网络(AI)来了解太阳辐射在地球不同地点的表现。

剑桥大学麦克斯韦中心外的聚光装置照片。资料来源:剑桥大学卡文迪什实验室 Tomi Baikie 博士

他们将这些数据整合到一个电子模型中,以计算太阳能电池的输出功率。通过模拟各种情况,他们可以预测太阳能电池在全球不同地点能产生多少能量。

超越效率的创新解决方案

然而,他们在《焦耳》(Joule)杂志上发表的研究结果却揭示了一个令人惊讶的转折。"让太阳能电池变得超级高效原来是非常困难的。因此,我们并不只是想把太阳能电池做得更好,而是想了一些其他办法来捕捉更多的太阳能,"该研究的第一作者、卡文迪什实验室和露西-卡文迪什学院研究员托米-拜基博士说。"这对社区来说可能真的很有帮助,给他们提供了不同的选择,让他们去思考,而不只是专注于让电池更有效地利用光"。

想象一下,太阳能电池板可以像折纸一样弯曲和折叠,或者变得部分透明,从而与周围环境完美融合,并且易于安装。通过提高这些太阳能电池板的耐用性和多功能性,它们可以被集成到各种环境中,有望延长使用寿命并提高效率。

世界各地聚光装置的模拟结果。资料来源:剑桥大学卡文迪什实验室 Tomi Baikie 博士

"我们提出了一个不同的方案,可以让太阳能电池板在全球许多不同的地方都能很好地工作,"Baikie 说。"我们的想法是让它们变得灵活,有点透明/半透明,并且能够折叠起来。这样,太阳能电池板就能适用于各种地方。"

此外,研究人员还提倡对太阳能捕获装置进行图案化处理,以优化它们的排列,最大限度地吸收阳光。这种方法有望改进太阳能电池阵列的设计,提高其利用太阳能的效率。

"这种认识意味着我们现在可以专注于不同的事情,而不仅仅是让太阳能电池更好地工作。未来,我们将研究包括镶嵌图案在内的太阳能收集途径。"拜基总结说:"这就像一个拼图图案,可以帮助我们获取更多的太阳能。"

编译自:ScitechDaily

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