传统上，太阳能电池以平面设计为主，旨在最大化单位面积在阳光下的暴露程度，从而提高能量采集效率，尤其在太阳直射或面板适当倾斜（通常为15至40度）时表现最佳。然而，科学家们并未止步于此，他们不断探索创新，尝试各种非平面形状的设计以优化光捕获能力，比如嵌入球形二氧化硅纳米壳，以实现对阳光的循环利用和高效吸收。
近期，土耳其阿卜杜拉居尔大学的研究团队针对圆顶状凸起结构如何促进有机太阳能电池性能进行了深入复杂的模拟研究。实验中，他们采用了一种名为P3HT：ICBA的有机聚合物作为活性层，构建光伏电池结构，该结构由铝层、PMMA衬底以及透明氧化铟锡（ITO）保护层构成，形成了独特的“半球形壳”三明治结构。借助先进的三维有限元分析（FEA）技术，研究人员将复杂系统分解为便于模拟和解析的单元块，揭示了令人瞩目的研究成果。相比平面设计，这种凹凸不平的太阳能电池能够将光吸收率提升36%至66%，具体增幅取决于光的偏振状态；此外，其凸起结构还允许光线从更为广阔的角度进入，有效覆盖高达82度的宽广角域。
尽管目前这一团队尚未实际制造出此类具有创新结构的太阳能电池实物，但若理论转化为现实，不仅将革新屋顶太阳能领域，更可应用于光照条件多变的系统环境，如穿戴式电子设备等。
该研究项目的负责人河斗英教授指出：“得益于吸收性能与全向性优势的双重提升，这种新型有机太阳能电池将在生物医学设备、发电窗口、温室以及物联网等多个应用领域发挥积极且重要的作用。”
这项富有前瞻性和创新性的研究成果已发表在《能源光子学杂志》上。敬请关注我们的平台“知新了了”，获取更多此类科技前沿资讯。
