新型納米天線能捕獲超過90%光能量

目前的太陽能電池板利用太陽能效率很低，只能利用所獲得光源的約20%。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月17日(北京時(shí)間)報(bào)道，美國(guó)密蘇里大學(xué)工程人員開發(fā)出一種柔軟的太陽能薄片，能捕獲超過90%的光能量，并計(jì)劃在5年內(nèi)制造出可用于消費(fèi)領(lǐng)域的樣機(jī)。相關(guān)設(shè)計(jì)與制造過程在《太陽能工程》雜志上有詳細(xì)介紹。

　　該設(shè)備是一種納米天線電磁收集器(nanoantenna electromagnetic collectors，NECs)，能收集太陽光譜中的中紅外光和可見光，而中紅外波長(zhǎng)是傳統(tǒng)光伏太陽能電池?zé)o法利用的。最初設(shè)計(jì)NECs的理念就是將天線從無線電頻率擴(kuò)展到紅外光和可見光領(lǐng)域。

　　密蘇里大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院副教授帕德里克·賓海羅和愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、科羅拉多大學(xué)電力工程教授加勒特·蒙代爾、馬薩諸塞州的MicroContinuu 公司等合作，開發(fā)出一種特殊的高速電路，能從收集的陽光和熱量中提取電流，并找到經(jīng)濟(jì)的太赫茲纖維材料，可用于大規(guī)模生產(chǎn)簡(jiǎn)單的方形回路納米天線陣列。研究小組曾開發(fā)出一種可模壓的小型薄片天線產(chǎn)品，能將工業(yè)過程中產(chǎn)生的熱收集起來，轉(zhuǎn)化為可用電力。他們將這種天線產(chǎn)品改造，變成了利用光照的NECs設(shè)備。

　　帕德里克表示，我們的總體目標(biāo)是收集利用盡可能多的太陽能，使其盡量達(dá)到理論可能性，并以一種廉價(jià)的成套設(shè)備方式進(jìn)入商業(yè)化市場(chǎng)，讓每個(gè)人都能利用它。

　　如果能獲得美國(guó)能源部的支持或私人投資，相信在5年內(nèi)就能生產(chǎn)出太陽能產(chǎn)品以彌補(bǔ)傳統(tǒng)光伏太陽能電池板的不足。他們的產(chǎn)品是一種柔軟的薄膜，可以和屋頂面板類產(chǎn)品結(jié)合起來，或用來訂制專門的電力工具。此外，還能用于紅外探測(cè)儀、光學(xué)計(jì)算、紅外視距通信等領(lǐng)域。

　　總編輯圈點(diǎn)：

　　在“談核色變”的今天，討論太陽能技術(shù)，無疑顯得具有更為特別的意義。但雖然名氣很大，實(shí)際上人類利用太陽能的本事卻相當(dāng)有限，傳統(tǒng)的光伏技術(shù)只能利用太陽光中的可見光和部分近紅外光，且光電轉(zhuǎn)化效率很低。在利用光能量每提高1%都堪稱“巨大進(jìn)步”的情形下，改變思路本身就是可貴的進(jìn)步和創(chuàng)新，更何況這一改就是20%和90%的天壤之別！但不得不說，“超過90%的光能量”里最終有多少能轉(zhuǎn)化為電能看起來卻像是一個(gè)未知數(shù)。