植物发电——树叶如何激发下一代太阳能电池板的灵感

2023年3月3日

我们知道植物通过叶子吸收太阳光，并通过光合作用将其转化为维持生命的能量。这些植物，比如你后院的树或信箱旁的玫瑰丛，是否能教会我们如何制造更好的太阳能电池板?材料科学与工程博士生Jefferson Lam，去年澳大利亚技术与工程学院的Ezio Rizzardo聚合物奖学金成功者，就是决心去寻找答案。为了纪念3月4日的世界可持续发展工程日，这是一个庆祝工程和世界工程师对一个更美好、更可持续的世界所做贡献的日子，我们问了杰斐逊几个关于他的博士研究和经历的问题，以及为什么树叶的表面结构可能会启发未来太阳能电池板的设计。金博宝188欢迎你

问:你是如何从大自然中获得灵感来探索新的太阳能电池板设计的?

向大自然学习的想法源于我的爱好和激情。我总是努力在户外做我喜欢的活动——比如徒步旅行、冲浪和抱石——自然环境总是在我的周围，很容易将自然的运作与我的太阳能工作联系起来。

植物叶子和太阳能电池板非常相似。它们都是将太阳光线转化为可用能量的装置。叶子经过数百万年的进化和优化，成为有效的光收割机，为植物提供食物和营养，同时也变得足够耐用，能够承受所有环境中的元素。

通过探索植物叶片的表面结构，并发现它们如何如此有效地处理光线，同时又能抵抗天气，我们可以开始在太阳能电池板上复制类似的结构。我们可以通过热压印、压印光刻和聚合物/纳米复合涂层等聚合物工程技术来实现这一目标。这些技术使我们能够复杂地塑造聚合物表面的层次和复合结构，这些结构在植物生命中无处不在。

这是材料工程中“生物灵感”背后的基本思想，采用自然原理并将其应用于解决工程问题。就我而言，是为了提高轻型太阳能电池板的耐用性和性能。

问:是什么让你对这个研究领域感到兴奋?金博宝188欢迎你

作为一种可再生能源，太阳能无疑将成为我们未来能源系统不可或缺的一部分，有人预测到2050年太阳能将成为我们最大的能源之一。然而，没有人知道2050年的太阳能电池板会变成什么样子看很难预测新材料和下一代太阳能技术的进步，比如串联电池和钙钛矿，发展得如此之快。

对太阳能技术的需求已经存在;现在的问题是要有创意，这也是我最喜欢做研究的地方。金博宝188欢迎你最终，我想象未来的太阳能电池板将无缝地融入我们的生活，为我们的大部分能源需求提供动力。我很高兴为实现这一未来愿景而努力。

问:到目前为止，你博士生涯的亮点是什么?

获得澳大利亚技术科学与工程学院(ATSE)颁发的2022年Ezio Rizzardo聚合物奖学金是迄今为止的主要亮点。像许多博士生一样，我也经常感到疑惑，也经历过冒名顶替综合症。奖学金让我对自己的能力和前进的方向更有信心。我认为真正相信自己的工作是实现目标的第一步，而这个奖学金帮助我做到了这一点。

信贷:ATSE

问:伍德赛德莫纳什能源合作组织是如何支持你的研究的?金博宝188欢迎你

我很幸运能成为伍德赛德莫纳什能源合作公司，汇集了顶尖的学生、研究人员和行业，共同应对可持续发展的挑战。金博宝188欢迎你我们的一个项目旨在通过利用轻质面板并以创新的新方式部署它们，从而大幅降低太阳能安装的成本。这个项目与我的研究非常相关，让我有机会了解大局，并制定将我的理论转化为实践的最佳方金博宝188欢迎你法。这种合作关系还通过研讨会演讲、研讨会和社交活动极大地帮助了我的专业发展。我很幸运能得到这些有才华的人的支持，培养我在博士学位及以后取得成功所需的技能。

问:你希望你的研究在未来对社区和行业产生怎样的影金博宝188欢迎你响?

我希望我的研究能够指导新的、改金博宝188欢迎你进的太阳能电池板结构的发展，使它们更高效、更经济、更轻、更耐用。我梦想有一天，当我望向窗外时，可以看到屋顶、汽车和建筑立面上的太阳能电池板，这一切都要归功于我的研究努力。金博宝188欢迎你总的来说，我希望看到一个和谐的未来世界，我们从自然世界中得到启示，并回馈自然世界。

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