獨特的設計能讓電池伸展、傾斜，追隨太陽的軌跡，并將效率最大化。

　　當薄薄的太陽能電池片剪裁成某種形狀并拉伸之后，就能隨著太陽傾斜，使效率最大化。

　　攝影：AARON LAMOUREUX，密歇根大學 

　　撰文：Christina Nunez，國家地理 

　　想不到吧？一種新型的太陽能電池板設計理念竟然源于兩樣東西，那就是紙和剪刀！ 

　　美國密歇根大學的研究人員受日本剪紙藝術的啟發(fā)，發(fā)明了一種晶格形狀的太陽能電池。這種電池能像手風琴那樣折疊起來，能根據(jù)太陽的位置傾斜并捕獲更多的能量。他們的具體研究成果已于上周發(fā)表在了《自然通訊（Nature Communications）》期刊上。 

　　這項研究解決了太陽能電池陣列的一個基本問題：太陽會移動，而電池板則一般不會動。如此一來，太陽變換位置的時候，能量就流失了，除非電池板能安裝在那種能跟隨太陽移動的機械基座上。但那樣的追隨系統(tǒng)成本很高，“在房頂上根本沒辦法那么做?！痹撜撐牡暮现摺⒚苄髮W工程師的Max Shtein如此說道。他與藝術家Matt Shlian合作，共同孕育出了這一設計。 

　　這種太陽能電池是用柔性的砷化鎵薄片制成的。當電池拉伸時，簡單的二維平面樣式就會彈出來變成三維的，以120度的范圍來追蹤太陽。這一概念與其它幾種致力于推廣更高效太陽能電池的概念設計不謀而合，比如那種可以用在窗戶上的透明電池，以及可以到處粘貼的黏性電池等等。 

　　Shtein稱，這種薄片收集的太陽能比常規(guī)電池要多30%，但是，也要付出一點代價：這種太陽能電池板要比常規(guī)的大兩倍。他說：“你要拉伸電池板，那么，就得有足夠的空間來拉伸?！?span style="line-height: 2em;"> 

　　與他合作的是一位能剪出更多復雜設計的藝術家，那么問題來了，為什么他們要去解決這么基本的問題呢？ 

　　Shtein說：“我們嘗試過許多造型，最后發(fā)現(xiàn)，這種簡單的造型其實是最好的一種。它能夠按照自己的方式移動，而且不會造成遮蔽。” 

　　就表面而言，剪紙藝術造型的電池板跟常規(guī)電池板并無二致，而能夠伸展的部分夾在兩個表面之間。 

　　美國國家可再生能源實驗室負責評估太陽能電池板設計與性能的科學家Keith Emery稱這一概念“怪異”、“聰明”而且是“我所見到過的最奇怪的設計之一”。 

　　Emery指出，密歇根大學的這篇論文只是進行了概念驗證。如果要在實驗室以外的地方制造出剪紙藝術型電池，還有許多未知的狀況，并可能存在許多問題。材料能否經受得起晝夜伸縮的力度？能否耐受極端溫度？將電池往復移動的硬件和能量又從哪里來？ 

　　他就材料的力學性能說：“現(xiàn)在還不知道它能否在野外使用25年。” 

　　Shtein則稱，拉伸面板只需要很少的能量，因此發(fā)動機不需要很大，但是他也承認這種設計要進入現(xiàn)實世界之前還要做許多工作。他說，實驗室里測試的電池與一張紙幣的大小差不多，因此，下一步他們將會以更大尺度的面板來測試他們的概念。 

　　這一概念有可能會讓屋頂?shù)奶柲茈姵匕遄兊酶痈咝?，但是，Shtein稱，近期來看，這一設計對小型太空用途而言，可行性會更高。比如說，太陽追蹤技術對于一個移動的物體（如衛(wèi)星）非常重要。 

　　剪紙藝術型面板還有一個優(yōu)點就是重量輕，因此，對航空用途很有吸引力。但是，第一步就是要證明這一概念的可行性。Shtein說他計劃更進一步往前推進：“我們對此相當樂觀?！?/p>