一个凹凸不平的太阳能电池可以多收集 66 个能量

太阳能电池的效率可能会因不均匀而提高。 新的研究表明，在有机太阳能电池表面建造微小的圆顶可以将其效率提高多达三分之二，同时从更广泛的角度捕获光线。

太阳能电池通常是扁平的，这最大限度地提高了在任何给定时间暴露在阳光下的表面。 这种设计在太阳处于一定角度时效果最好，因此面板通常倾斜 15 到 40 度以充分利用一天的时间。

科学家们还试验了其他形状的表面，包括嵌入的球形二氧化硅纳米壳，它可以捕获和循环阳光，使设备能够从中捕获更多能量。 在这项新研究中，土耳其阿卜杜拉古尔大学的科学家对圆顶状突起如何促进有机太阳表面进行了复杂的模拟。

该团队研究了以名为P3HT：ICBA的有机聚合物为活性层制成的光伏电池，在铝层和PMMA基板的顶部覆盖着氧化铟锡（ITO）的透明保护层。 这种三明治结构贯穿整个圆顶，或团队称之为“半球形外壳”。

研究人员进行了所谓的3D有限元分析（FEA），该分析将复杂系统的元素分解为可管理的块，以便更好地模拟和分析它们。

与平坦的表面相比，不均匀的太阳能电池的光吸收率分别增加了 36% 和 66%，具体取决于光的偏振程度。 这些凸起还允许光线从比平坦表面更宽的方向进入，提供高达 82 度的角度覆盖。

虽然，该团队还没有真正制造出这些太阳能电池的物理版本，但如果该原理有效，它不仅可以用于屋顶太阳能，还可以用于照明条件不断变化的系统，例如可穿戴电子设备。

负责课题组的河斗英教授说：“由于吸收和全向性的提高，它将在有机太阳能电池的各种应用中发挥积极作用，如生物医学设备，以及发电窗口、温室和物联网。 ”

该研究发表在《能源光子学杂志》上。

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