这篇文章最初发表在《太阳之恋》上。
众所周知，如果您的太阳能电池板可以跟踪太阳，它们的能量输出可以增加多达30–40％。尽管如此，只有极少数的太阳能光伏装置使用跟踪器。
通常，问题在于太阳跟踪器体积庞大，并且在住宅屋顶安装中也可能会很昂贵。此外，它们通过倾斜整个面板来工作-这在倾斜的屋顶上很难做到。
根据NREL的一份报告（估算光伏屋顶的适用性），在住宅太阳能屋顶上，倾斜屋顶占大多数。并且将需要大量加固以支撑常规太阳跟踪系统的重量。
密歇根大学的研究人员展示了一种通过将艺术与科学融合来帮助太阳能电池追踪太阳的新方法。他们已经证明，kirigami结构与薄膜活性材料结合可以用作一种简单，低成本，轻巧和低调的方法来跟踪太阳的位置，从而最大程度地产生能量。
这项工作发表在《自然通讯》上。
对于初学者而言，Kigrigami是折纸的一种变体，它包括裁切纸张（从日语的“ kiru” =裁切为“ kami” =纸张），而不是像折纸一样单独折叠纸张。
研究人员表明，通过将太阳能电池切割成特定的设计（从kirigami中汲取灵感），它们可以使太阳能电池跟踪太阳的角度而不必倾斜整个面板。
应用特定的kirigami切口（如成排的虚线）会在太阳能电池中产生条状。向相反的方
向拉动两端会导致将单元拉开成基本网格，并且条带会倾斜以呈现所需角度，精度约为1度。
当带有切割条的电池拉伸时，其表面可以扭曲120度，从而可以面向太阳。根据研究小组对亚利桑那州夏至期间太阳能发电的模拟，kirigami电池“与传统的单轴跟踪器一样好”，与固定面板相比提高了36％。
研究小组尝试了几种复杂的设计，据报道，最简单的模式表现最好。
该设计具有一些自然优势。当“变形的”电池面向太阳时，这些条不会在其他条上蒙上阴影，并且由于有效孔径面积保持不变，因此条的弯曲不会影响其输出。
一旦将Kirigami面板开发为成品，它们可能会失去重量，从而使其更适合机载用途。
而且，正如一些研究所强调的那样，在屋顶安装时，美学非常重要。幸运的是，巧妙的设计不仅比平板设计产生更多的电能，而且看起来也更具吸引力。
在这一点上，您可能会充满疑问-单元格材料能否始终承受周期性拉伸？温度波动（每天/季节性）如何？在实际部署中，实际上需要什么硬件来拉伸和变形太阳能电池？
在您指出该想法的缺陷之前，请务必考虑将当前的工作仅作为原理证明来进行报道。迈向商业应用将需要更多的努力！
为了生产出一种能正常工作的产品，至少需要将电池装入一种结构中，以保护它们免受天气影响并提供机械支撑。另外，将需要电动机使跟踪机构工作。
根据发表在《自然通讯》杂志上的论文，作者确实通过执行加速测试来考虑应变和循环对长期太阳跟踪的影响。他们得出结论，通过优化切口的几何形状，从而最大程度地减少切口处的应力，可以显着降低应变衰减。
虽然将Kapton（一种太空级塑料）用作当前工作的基材，但具有更好机械和热稳定性的其他材料（例如弹簧钢）也正在研究中，作为具有更长使用寿命的更坚固的材料平台。
尽管该想法有可能使屋顶太阳能更加高效，但研究人员表示，在短期内，它对于较小的航空航天应用将更加可行。
如果您一直在关注技术更新，那么您肯定会看到其他使用kirigami的其他创新技术。
几周前，亚利桑那州立大学的科学家使用kirigami制作了柔性电池（原型），这些电池可拉伸至其原始尺寸的150％以上，并且仍保持完整的功能。
将电池缝在一个弹性腕带上，该腕带连接到智能手表上。随着乐队的伸展，它可以为手表及其功能（包括播放视频）提供动力。在此链接上观看视频。
大约在同一时间，康奈尔大学的物理学家将kirigami降到了纳米级-由一个原子厚的石墨烯片制成它们-可能制造了世界上已知的一些最小的机器。在这更多。
照片来源：通过网站进行MIT技术评论
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