[圖]科學家研發出新型全息光收集器能有效提高太陽能電池效率

近日科學家成功研發出一種全新的全息光收集器，能夠將太陽光的顏色進行分隔，從而提高太陽能電池的效率。陽光中傳遞出來的能量是目前全球所需能源的 1 萬多倍，但難點在於如何將這些能量收集起來。

目前在收集陽光的時候需要考慮到陽光的兩個特性，一個是所在區域接收太陽的範圍，例如地面或者屋頂。而且這個範圍可能會隨着 1 天中的時間或季節的變化而產生變化。第二個就是太陽光的顏色，或者說光譜。

捕捉太陽能的一種方法是使用太陽能電池，直接將太陽光轉化為電能。在像人們放在屋頂上的那些太陽能模塊中，許多電池被組裝在一個剛性的面板上，相互連接，密封，並覆蓋有保護玻璃。當某些顏色的陽光落在上面，並且整個區域都被光電池覆蓋時，太陽能電池的工作效果最好。然而，需要一些面板面積來連接電池，而且太陽能電池的形狀可能不允許所有剩餘的面板面積來收集太陽光。這些影響使太陽能電池板的效率比它本來的效率低。儘可能多地捕捉太陽能電池板上的陽光是有效利用太陽能的關鍵。

亞利桑那大學的研究人員最近開發了一種創新技術，以捕獲照亮太陽能板的未使用的太陽能。正如《能源光子學雜誌》（JPE）所報道的，他們創造了特殊的全息圖，可以很容易地插入太陽能電池板的包裝中。每個全息圖將陽光的顏色分開，並將它們引導到太陽能板內的太陽能電池。這種方法可以使太陽能電池板在一年內轉換的太陽能量增加約 5%。這將減少為一個家庭、一個城市或一個國家供電所需的太陽能板的成本和數量。

這項研究得到了 QESST 工程研究中心的支持，該中心由美國國家科學基金會和美國能源部贊助，旨在解決轉變發電方式以可持續地滿足日益增長的能源需求這一挑戰。

據科羅拉多大學博爾德分校的JPE主編Sean Shaheen說，該收集器和相關方法特別值得注意，因為它們成本低，可擴展，而且有影響力。”這項技術使太陽能的年產量提高了約5%，當擴展到全球正在安裝的 10 億瓦光伏發電中的一小部分時，也會產生巨大的影響。

Kostuk 教授帶領的團隊已經用一種基於明膠的低成本材料證明了他們的全息方法，明膠很容易大量製造。雖然明膠通常來自動物膠原蛋白，但實驗室衍生版本的進展使得合成替代品有可能被大規模使用。