PV-Leaf 是伦敦帝国理工学院的科学家设计的一款创新产品，它是真实叶子的复制品。受自然蒸腾过程的启发，它能够更有效地发电。它比传统太阳能电池板多产出 10% 的电力，同时有效解决过热问题。PV-Leaf 具有大量能源和淡水生产的潜力，有望推动全球能源转型。
这种光伏叶片设计融合了玻璃、光伏电池、竹纤维和水凝胶电池，打造出逼真的叶片模型。利用这项技术，水可以在人造叶片结构中均匀流动和分布。随后，水从表面蒸发，从而起到冷却作用。这种创新设计有效地省去了水泵、风扇、控制单元和昂贵的多孔材料。它不仅能产生更多清洁水和热能，还能轻松适应环境温度和日照条件的变化。
自然灵感
植物叶片由各种结构组成，这些结构有助于水分从植物的根部输送到叶片，这一过程是通过蒸腾作用实现的。
受植物叶片优雅结构的启发，这种巧妙的光伏叶片概念模拟了植物的自然蒸腾过程，促进了水分的无缝流动、分布和蒸发。光伏叶片利用天然纤维模仿叶脉束，并利用水凝胶模拟海绵细胞，从而高效经济地从太阳能光伏电池中吸收热量。这或许就是这种光伏叶片在太阳能和水资源收集方面效率更高的原因。
科学家模拟植物的蒸腾作用，发现人造叶片具有更高的发电潜力。多项实验表明，光伏叶片比传统太阳能电池板的发电量高出10%以上，而传统太阳能电池板通常会将高达70%的入射太阳能损失到周围环境中。但是，太阳能电池板的平均日发电量是多少呢？
高温会导致太阳能电池板过热，有时甚至高达 65° 摄氏度或更高。这在很大程度上影响了太阳能电池板的效率，因为热量和温度的升高会导致半导体中电子的能量运动。这进一步导致更高的电阻，从而导致输出降低。
化学工程系荣誉研究员、该研究的共同作者黄甘博士表示： “这项创新设计具有巨大的潜力，能够显著提高太阳能电池板的性能，同时确保成本效益和实用性。”
黄博士表示，这种光伏叶片有望利用回收的热量，同时产生额外的热水和淡水。由于两者都在同一组件内产生，如果进行测量，这种叶片每年可能产生数十亿立方米的水。尽管这项技术仍在开发中，但研究团队对这项发明充满信心。
清洁能源工艺实验室主任、该研究的作者克里斯托斯·马基德斯教授表示： “实施这种创新的叶状设计有助于加快全球能源转型，同时应对两大紧迫的全球挑战：能源和淡水需求的增长。”
这种光伏叶片在太阳能和水资源收集方面效率更高，但科学家们此前也曾从植物中汲取过能源生产方面的灵感。今年 2 月，剑桥大学的一组科学家开发了一种人造叶片，它利用阳光将水和二氧化碳转化为丙醇和乙醇。它们都是汽油或柴油的清洁替代品。
