用半球形外壳利用光线

在追求可持续能源解决方案的过程中，寻求更高效的太阳能电池至关重要。由于其灵活性和成本效益，有机光伏电池已成为传统硅基光伏电池的有前途的替代品。然而，优化其性能仍然是一个重大挑战。

拥抱新形式

阿卜杜拉居尔大学(土耳其)的新研究开创性地重新构想了有机光伏电池的结构，选择半球形外壳形状来释放光吸收和角度覆盖方面前所未有的潜力。 正如 SPIE 能源光子学杂志 (JPE) 所报道的那样，这种创新配置旨在最大限度地提高光吸收和角度覆盖范围，有望重新定义可再生能源技术的前景。该研究提供了先进的计算分析和比较基准，以突出这一新设计的卓越功能。

在这项研究中，阿卜杜拉居尔大学的 Dooyoung Hah 教授探测了半球壳状活性层内的吸收光谱，通过称为三维有限元的计算技术，详细检查了光如何与细胞结构和材料相互作用。分析(有限元分析)。FEA 可以通过将结构划分为更小、更易于管理的部分(称为有限元)来帮助解决复杂的工程问题，从而可以模拟和分析整个结构在不同条件下(例如不同光波长和入射角)的行为。

报告的 FEA 结果非常显着。当受到横向电 (TE) 偏振光照射时，与平面结构器件相比，半球形壳结构的光吸收率显着增加了 66%。同样，对于横磁 (TM) 偏振光，观察到显着的 36% 的改进。

与之前报道的半圆柱形壳体设计相比，半球形壳体结构成为明显的领先者。它的 TE 偏振光吸收显着提高了 13%，TM 偏振光吸收提高了 21%，令人印象深刻。

璀璨未来：照亮多元化应用

除了其卓越的吸收能力之外，半球形外壳结构还提供了更大的角度覆盖范围，TE 偏振跨度高达 81 度，TM 偏振跨度高达 82 度。这种适应性对于需要灵活光捕获的应用尤其有利，例如可穿戴电子产品。

Hah 表示：“凭借改进的吸收和全向性特性，所提出的半球壳形活性层将在有机太阳能电池的各个应用领域中受益，例如生物医学设备，以及发电窗户和太阳能电池等应用。温室、物联网等等。”

半球形壳形状标志着有机太阳能电池设计的重大飞跃。通过利用有限元分析和创新结构工程的力量，所报告的研究有助于为可再生能源驱动的更光明、更可持续的未来指明道路。