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發布日期 2022 年 07 月 01 日 16:00 | 作者 Daisy Chuang | 



矽晶太陽能轉換效率有沒有可能更高？最近美國科學家透過「金字塔型透鏡」取代傳統太陽能板的玻璃頂層，可以說是內建追日系統，大大提高太陽能板的光捕獲量。

太陽能板工作時數基本上跟隨日照，日出而作、日落而息，除此之外還需考量到天氣狀態，每天只有幾個小時的能量產出，因此科學家致力於提高太陽能板的工作效率。

如今美國史丹佛大學團隊為太陽能電池開發新的輔助技術，用「金字塔」外型的軸遞級折射透鏡（Axially Graded Index Lens，AGILE）取代太陽能板上的玻璃層，可以吸收並集中來自各個角度的陽光，最終打入太陽能電池中。

在測試中，AGILE 原型能夠捕捉超過 90% 照射到太陽能板表面的光，聚焦光線後抵達電池的亮度是平常的 3 倍，團隊表示，透鏡可以間接提高太陽能電池的轉換效率，在天氣不好的情況下，也能藉此增加發電量。



不過 AGILE 背後工程挺複雜，每個小金字塔都由不同玻璃、不同折射率的聚合物組成，團隊得確保這些材料能共同合作不要互扯後腿，好比受熱時能以相似的速度膨脹。這樣一來當光打到折射率不同的介質後，可以讓光的角度有著連續變化、呈彎曲曲線。頂部折射率最低，光線能從任何角度進入，但光線每往前一步就會彎曲一點，直到聚焦在最底部的太陽能電池上。

金字塔側面則是鏡面，主要是將光反射回去，團隊指出，透過不同材料，設備能夠捕捉近紫外光到紅外光，而且即使使用多種材料，AGILE 可以進行 3D 列印。

史丹佛大學團隊表示，新系統有助增加太陽能發電量，進而降低成本和所需土地，甚至有機會能改良航太太陽能板技術。

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（圖片來源：史丹佛大學）