Підвищити ліміт коефіцієнта поглинання світла сонячними панелями на 200% допоможе наноструктура крил метелика.
Фахівці Технологічного інституту Карлруе (Німеччина) зуміли перенести наноструктуру крил метелика на сонячні елементи, що дозволило підвищити теоретичний ліміт коефіцієнта поглинання світла на 200%.
Крила метелика вітрильника кірказонового (Pachliopta aristolochiae), зовні повністю чорні, покриті наноотворами, які допомагають абсорбувати світло. Вчені вирішили відтворити ці структури в шарі кремнію, що покриває тонку як плівка сонячну клітинку. Так як сонячне світло, відбите від гладкої поверхні сонячних елементів, втрачається даремно.
Як виявилося в ході аналізу, коефіцієнт поглинання перпендикулярно падаючого світла на покриті наноотвори експериментальні сонячні елементи виріс на 97% в порівнянні з гладкою поверхнею і продовжував поступово зростати до 207% при куті падіння в 50 градусів. Вчені відзначають, що це особливо цікаво для європейських умов, де переважає розсіяне світло, яке падає на сонячні елементи під вертикальним кутом.
- Робот побудував будинок за 14 годин (відео)
- Стільникові дані допоможуть електрифікувати Сенегал
- “Мисливця за екзопланетами” тестують в найнебезпечніших космічних умовах
Перш ніж перенести наноструктури на сонячні елементи, дослідники визначили діаметр та розташування наноотворів в крилі метелика. Їх просканували електронним мікроскопом, потім проаналізували коефіцієнт абсорбції світла для різних схем розташування отворів. Після була проведена комп’ютерна симуляція, і виявлено, що найбільш стабільний коефіцієнт абсорбації дає невпорядковане розташування отворів різного діаметра. Таку структуру вони і перенесли на шар фотоелемента, отвори в якому розрізнялися по діаметру від 133 до 343 нм.
Однак, це не означає, що продуктивність фотоелементів також зросте в три рази — 200% — це теоретичний ліміт ККД. Тому що крім абсорбції світла важливе значення мають і інші фактори, повідомляє hightech.fm