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它甚至可以幫助太陽能電池板在陰天集中漫射光。

太陽能電池板將在未來的可持續(xù)能源生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，當(dāng)陽光直接照射到它們時，效果最好。當(dāng)陽光被云層覆蓋或沒有陽光時，這可能是一個問題。

許多太陽能電池陣列積極向太陽的方向旋轉(zhuǎn)，以捕獲盡可能多的能量。這使得它們比那些靜止不動的太陽能電池陣列更昂貴、更復(fù)雜。

但未來可能沒有必要移動太陽能電池板，因?yàn)楣こ萄芯咳藛T設(shè)計(jì)了一種設(shè)備，可以捕獲90%落在它身上的光——無論其角度或頻率如何——并將其集中到亮度的三倍。

該研究已發(fā)表在《微系統(tǒng)與納米工程》上。

這是一個完全被動的系統(tǒng)——它不需要能量來跟蹤源頭或任何移動部件，論文第一作者Nina Vaidya博士在美國斯坦福德大學(xué)作為博士生完成了這項(xiàng)研究，她現(xiàn)在是英國南安普敦大學(xué)航天和航天器工程助理教授。

如果沒有移動位置的光學(xué)對焦或?qū)Ω櫹到y(tǒng)的需求，集中光線變得簡單得多。

AGILE - 軸向分級索引鏡頭

該設(shè)備被稱為AGILE，代表軸向分級索引透鏡，它看起來像一個倒置的玻璃金字塔，點(diǎn)被切斷。

它的工作原理有點(diǎn)像放大鏡如何在陽光明媚的日子里將陽光聚焦到一個更小、更明亮的點(diǎn)。

使用AGILE，光線從各個角度進(jìn)入寬闊的正方形頂部，并向下輸送，集中在底部的相同位置——在位于光伏電池頂部的狹窄底座上創(chuàng)建一個更亮的地方。

研究團(tuán)隊(duì)希望創(chuàng)造一些吸收光線并將其集中在同一位置的東西，即使源改變了方向。他們不想繼續(xù)移動探測器或太陽能電池，也不想移動系統(tǒng)來面對源頭。

斯坦福大學(xué)電氣工程教授兼Vaidya博士顧問、高級作家Olav Solgaard表示：理想的AGILE在它的前端具有與空氣相同的折射率，并且逐漸變高——光線以完全光滑的曲線彎曲。

但在實(shí)際情況下，你不會擁有那個理想的AGILE。

相反，原型AGILE由所謂的分級指數(shù)材料制成，該材料由不同層的玻璃和聚合物組成，這些玻璃和聚合物將光線彎曲到不同程度。這些層以步驟改變?nèi)肷涔獾姆较颍钡剿鼛缀醮怪背蜉敵觥?/p>

將敏捷從理論到現(xiàn)實(shí)

創(chuàng)建AGILE原型的最大挑戰(zhàn)之一是找到并創(chuàng)建正確的商用材料，這些材料可以讓廣譜光線進(jìn)入，允許它通過，并越來越多地向輸出彎曲——同時相互兼容。

例如，如果一塊玻璃以不同于另一塊玻璃以不同的速度因熱量而膨脹，則整個設(shè)備可能會破裂。這些材料還需要足夠堅(jiān)固，才能加工成形狀并保持耐用。

原型的側(cè)面也鏡像，可以將任何朝錯誤方向的光線反彈回底座。

這些AGILE設(shè)備可以安裝在太陽能電池頂部的一層中，取代現(xiàn)有的保護(hù)太陽能電池陣列的封裝，甚至可以為冷卻和電路創(chuàng)造更多空間，以便在單個設(shè)備狹窄的金字塔之間運(yùn)行。

為了能夠使用這些新材料，這些新的制造技術(shù)和這種新的AGILE概念來創(chuàng)造更好的太陽能濃縮器。

充足且負(fù)擔(dān)得起的清潔能源是應(yīng)對緊迫的氣候和可持續(xù)性挑戰(zhàn)的重要組成部分，研究團(tuán)隊(duì)需要催化工程解決方案，使其成為現(xiàn)實(shí)。

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