如何用旧蓝光光盘制作超高效太阳能电池板

蓝光光盘那漂亮的颜色实际上使其非常擅长捕获光线。

你可能不会那样想,但蓝光光盘有着华丽的颜色。事实上,赋予蝴蝶翅膀和苍蝇眼睛虹彩光泽的物理原理也作用于蓝光光盘。它们都是物理学家称之为结构色的例子,这种颜色不是来自颜料,而是来自半透明的微观形状,这些形状捕获光线并以一种使其对人眼呈现出颜色的方式反射光线。

蓝光光盘非常擅长捕获光线,以至于西北大学的一个工程师团队想测试蓝光在太阳能电池板上的表现如何。毕竟,太阳能电池板也必须在光线进入时将其捕获。也许通过在太阳能电池板上复制蓝光光盘表面的微观、玻璃般的奇妙世界,工程师们可以提高太阳能电池板的性能。

这个想法不像乍一看那样奇怪。太阳能工程师们已经知道,某些微观表面图案,例如自然界结构色中发现的图案,可以使太阳能电池板更有效。然而,从头开始制作这种纳米级图案非常昂贵。西北大学的团队正在寻找一种更便宜的方法来制作太阳能电池板的图案。

蓝光光盘的微观表面图案遵循蓝光工程师为使光盘能够存储高清晰度电影所需的信息量而制定的规则。事实证明,这些图案也非常适合捕获光线。

该团队提出的方法确实听起来很便宜。首先,他们用一把剪刀修剪了蓝光光盘的边缘。(该团队报告说,光盘是《警察故事3:超级警察》。)然后他们打开了光盘,露出了光盘的图案表面,该表面编码了其数据。他们将液态塑料倒在图案表面上,让塑料过夜硬化。

与此同时,他们在实验室里制造了自己的太阳能电池板。当电池板准备好时,工程师们将他们有图案的塑料压在电池板的表面上,就像你可能压印饼干面团一样压印电池板。他们还制作了一批表面光滑、未压印的电池板作为对照。

他们在实验室测试中发现,有图案的电池板比光滑的电池板效率更高。虽然他们首先尝试了《超级警察》,但光盘的类型并不重要,只要它编码了大量数据即可。蓝光光盘的微观表面图案遵循蓝光工程师为使光盘能够存储高清晰度电影所需的信息量而制定的规则。事实证明,这些图案也非常适合捕获光线。“就好像开发蓝光技术的电气工程师和计算机科学家也在不经意间做了我们的工作,”领导该研究的化学家黄嘉兴在一份声明中说。黄嘉兴和他的同事们今天在《自然·通讯》杂志上发表了他们的研究成果

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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