黒い蝶の羽からインスピレーションを得た革新的な 3D プリント太陽電池!

黒い蝶の羽からインスピレーションを得た革新的な 3D プリント太陽電池!
蝶が海の向こう側で羽ばたくと、海の向こう側で別のハリケーンを引き起こす可能性があるという「バタフライ効果」という理論を聞いたことがあると思います。今日お話ししていることも蝶に関することです。カリフォルニア工科大学とドイツのカールスルーエ工科大学の研究者グループは、蝶の羽の構造からヒントを得て、光と熱をより効率的に吸収できる革新的な 3D プリント太陽電池パネルを設計しました。

クリーンかつ再生可能なエネルギー源として、太陽電池はすでに太陽光を吸収して電気に変換することができます。太陽エネルギーは環境に優しく、気候への影響も非常に少ないですが、吸収効率が限られているため、比較的高価で、従来のエネルギー源ほど広く使用されていません。薄膜太陽電池は、光を捕らえるという点では特に欠点があります。研究者たちは、この状況を改善し、自然環境をより効果的に保護するために絶えず努力していますが、自然界そのものに目を向けるより良い場所はどこにあるでしょうか?

(写真:ラドワヌル・ハサン・シディク、KIT/Caltech)
南アジアと東南アジアに生息するこのチョウ目昆虫科の昆虫は、より効率的な小型光起電構造セルの開発の参考となり得る独特の羽の構造を持っています。翼は小さな鱗で覆われており、さまざまな角度と波長の太陽光を集めます。この発見は、将来、小型ソーラーパネルを設計する上で鍵となる可能性があり、多くの高度な工学研究プロジェクトとは異なり、自然がそれを無料で提供してくれる。

「突起とピンホールに基づいたこの蝶の羽の構造設計は、優れた機械的安定性と高効率な光の収集を同時に実現します」とカリフォルニア工科大学のラドワヌル・シディク氏は語る。蝶の生理学と3Dプリント技術にヒントを得て、シディク氏と彼のチームは、顕微鏡画像に基づいて昆虫の羽の仮想3Dモデルを作成することを決めた。次に、これらの 3D モデルが吸収する光の量を計算し、その光学特性をより深く理解しました。研究者たちは、翼の鱗状のナノ細孔構造を模倣したシリコン製の太陽電池を作成した。その後、これらのパネルでテストが行​​われ、以前の構造に比べて光吸収が 200% 増加したことが示されました。

(写真: ラドワヌル・ハサン・シディク、KIT/Caltech) 研究者たちは現在、集光能力をさらに向上させることを目指して、光起電力吸収体の設計に取り組んでいます。

出典: Photovoltaic Box 詳しい情報:
空軍研究所は3Dプリントを使用して太陽電池の製造コストを削減

エネルギー

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