太陽能發(fā)展到了今天，已經(jīng)形成了一定的規(guī)模。之前的太陽能只注重產(chǎn)業(yè)數(shù)量的發(fā)展，而沒注重太陽能轉(zhuǎn)換效率的提高，以為只要平鋪對著太陽光照就一定有高轉(zhuǎn)換率，事實(shí)上并非如此。世界各地，大量的研究主要集中在提高太陽能光伏電池的性能，降低成本。但是，很少注意用最佳途徑排列這些電池，通常都是平放在屋頂或其他表面上，有時連接到機(jī)動的支架上，使電池總是朝向太陽，因?yàn)樘枙┻^天空。美國麻省理工學(xué)院就對太陽能電池安放做了創(chuàng)新的設(shè)計，以3D設(shè)計來安裝太陽能電池，實(shí)驗(yàn)證明，這種方式比平鋪方向的太陽能接受效率提高了20倍。
研究人員制成立方體或塔型，向上延伸長太陽能電池，形成三維結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院（MIT）的一組研究人員想出了不同尋常的方法：就是制成立方體或塔型，向上延伸長太陽能電池，形成三維結(jié)構(gòu)。令人驚訝的是，他們測試這些結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，輸出功率可提高1倍到20倍以上，這是對比同等面積的固定平放電池板而言。最大的功率提升情況見于最需要改進(jìn)的地方：在遠(yuǎn)離赤道的地方，冬季的幾個月，以及多云天氣。這些新的發(fā)現(xiàn)，既采用了計算機(jī)模擬，也經(jīng)過戶外真機(jī)測試，論文發(fā)表在《能源和環(huán)境科學(xué)》（Energy and Environmental Science）雜志上。
“我認(rèn)為，這個概念可能會成為未來光伏發(fā)電的重要組成部分，”論文的資深作者杰弗里•格羅斯曼（Jeffrey Grossman）說，他是麻省理工學(xué)院卡爾•理查德•瑟德貝里職業(yè)發(fā)展電力工程副教授（Carl Richard Soderberg Career Development Associate Professor of Power Engineering）。麻省理工學(xué)院的研究小組最初使用計算機(jī)算法，探索有巨大變量的各種可能配置，開發(fā)了分析軟件，可以測試任何給定的配置，測試各種不同緯度，季節(jié)和天氣的情況。然后，為了確認(rèn)他們的模型的預(yù)測功能，他們制作測試了三種不同排列的太陽能電池，就在麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室大樓的屋頂上，測試進(jìn)行了幾個星期。
雖然從成本上看，產(chǎn)生一定量的電力，采用這樣的3-D組件會更昂貴，超過普通平板電池，但是，這些花費(fèi)可以獲得部分抵償，因?yàn)榻o定面積會產(chǎn)生高得多的能量輸出，而且，會有更均勻的輸出功率，在一整天，一年的各個季節(jié)都是這樣，被云層或陰影遮蓋時也是這樣。這些改進(jìn)使輸出功率更可預(yù)測，也更均勻，這就更容易并網(wǎng)，勝過傳統(tǒng)的系統(tǒng)，作者這樣說。
3D塔型太陽能電池可以吸收不同角度的陽光，適用于早晨、傍晚、冬天以及遠(yuǎn)離赤道的地方。
從基本物理原因看，可以提高輸出功率，而且隨著時間的推移，會產(chǎn)生更均勻的輸出功率， 都是因?yàn)檫@種3-D結(jié)構(gòu)的垂直表面，可以收集更多的陽光，因?yàn)樵谠绯俊砗投�，太陽會接近地平線，合著者馬爾科•貝納迪（Marco Bernardi）說，他是麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系（DMSE：Department of Materials Science and Engineering）研究生。
