凹凸不平的太阳能电池可多收集 66% 的能量
太阳能电池的效率可能会因凹凸而提高。新的研究表明，在有机太阳能电池表面建造微小的穹顶可将其效率提高三分之二，同时从更广的角度捕捉光线。太阳能电池通常是平的，这样就能在任何时候最大限度地将表面暴露在阳光下。当太阳在一定角度内时，这种设计效果最佳，因此电池板通常倾斜 15 至 40 度，以最大限度地利用一天时间里的光照。
科学家们还尝试了其他形状的表面，包括嵌入球形纳米二氧化硅壳，这种壳可以捕捉和循环太阳光，使设备从太阳光中获取更多能量。在这项新研究中，土耳其阿卜杜拉-居尔大学的科学家们对圆顶形凸起如何促进有机太阳能表面进行了复杂的模拟。
研究小组研究了以一种名为 P3HT:ICBA 的有机聚合物为活性层、铝层和 PMMA 底层、透明氧化铟锡（ITO）保护层为顶层的光伏电池。整个穹顶（研究小组称之为"半球形外壳"）都采用了这种夹层结构。
新型太阳能电池表面穹顶的截面图D.Hah, doi 10.1117/1.JPE.14.018501
研究人员进行了所谓的三维有限元分析（FEA），将复杂系统的元素分解成易于管理的小块，以便更好地进行模拟和分析。
与平坦的表面相比，点缀着凹凸的太阳能电池的光吸收率分别提高了 36% 和 66%，具体取决于光的偏振。与平面相比，这些凸起还能让光线从更广的方向进入，角度覆盖范围高达 82 度。
虽然该团队还没有真正制造出这种太阳能电池的实物版本，但如果原理确实可行，那么它不仅可以用于屋顶太阳能，还可以用于光照条件不断变化的系统，比如可穿戴电子设备。
该研究的作者 Dooyoung Hah 教授说："由于半球壳状活性层具有更好的吸收和全向性特性，它将有利于有机太阳能电池的各种应用领域，如生物医学设备，以及发电窗和温室、物联网等应用。"
这项研究发表在《能源光子学杂志》上。
