有一種方法進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，把光變成電，就是使用平板光伏電池板。這種發(fā)電方式正在世界各地迅速推廣。
但是它面臨著各種問(wèn)題，妨礙著更廣泛的采用，特別是在高緯度地區(qū)，一天中可轉(zhuǎn)換的能量變化很大，季節(jié)變化也很大。
這種變化可以減輕，需要使用太陽(yáng)能跟蹤支架，但是，這些支架都很昂貴，而且是潛在的故障點(diǎn)。
今天，劍橋（Cambridge）麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology）馬可•伯納地（Marco Bernardi）和朋友們說(shuō)，有一個(gè)簡(jiǎn)單的補(bǔ)救方法，可以顯著提高光伏電池的性能。不是采用二維平板，伯納地和同事們提出使用三維結(jié)構(gòu)。
他們已經(jīng)模擬各種形狀的性能，在麻省理工學(xué)院大樓屋頂上測(cè)試過(guò)幾種。他們的研究結(jié)果表明，三維結(jié)構(gòu)可以增加產(chǎn)生的能量，在一個(gè)給定面積，增加幅度高達(dá)20倍。這些結(jié)構(gòu)還可以雙倍增加可用高峰發(fā)電時(shí)段數(shù)量，而且可以減少季節(jié)性效用變化。
有兩個(gè)效果起作用。這種三維結(jié)構(gòu)可以在太陽(yáng)低角度時(shí)收集光線，而且結(jié)構(gòu)內(nèi)部的反射有助于增加捕光量。
這些結(jié)構(gòu)不需要很復(fù)雜。一種簡(jiǎn)單的立方體，頂部敞開(kāi)，內(nèi)部和外部覆蓋光伏電池，發(fā)電是平板電池的3.8倍，這是指相同面積。相比之下，太陽(yáng)能跟蹤支架帶來(lái)的增幅只能達(dá)到1.8倍。
當(dāng)然，最終考驗(yàn)這個(gè)想法需要經(jīng)濟(jì)學(xué)。立方體有高得多的表面積比，而且比起平板電池來(lái)，制備也更昂貴，這是第一點(diǎn)。但是，伯納地和同事說(shuō)，它會(huì)產(chǎn)生更多的電力，遠(yuǎn)不止是彌補(bǔ)這點(diǎn)。
如果這些數(shù)字能夠產(chǎn)生預(yù)期效果，就像他們所說(shuō)的那樣，那么，這些三維結(jié)構(gòu)就能極大地改變光伏市場(chǎng)。伯納地和同事說(shuō)，這些三維結(jié)構(gòu)裝運(yùn)時(shí)可作為平板封裝，組裝時(shí)，很容易“彈出”，形成三維結(jié)構(gòu)。
而且，未來(lái)有可能會(huì)有顯著改進(jìn)。他們說(shuō)，這項(xiàng)工作的靈感是“見(jiàn)于自然界的三維陽(yáng)光收集結(jié)構(gòu)”。據(jù)推測(cè)，他們的意思是指樹(shù)木和植物。
這些就遠(yuǎn)不止是迄今研究的盒狀形態(tài)。相反，大自然似乎依靠分形結(jié)構(gòu)（fractal structure）來(lái)捕捉太陽(yáng)能。這些形狀究竟有多好，還需要研究。復(fù)制這些形狀也很難，因?yàn)槭怯媒裉斓闹圃旆椒ǎ?，這個(gè)領(lǐng)域也需要進(jìn)步。
但是，很顯然，這里有很大的潛力，可以開(kāi)展進(jìn)一步研究。
