Моль поможет повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов
Радужная нефтяная пленка на поверхности воды сияет всеми цветами радуги. Это следствие так называемых «тонкопленочных помех». Солнечный свет частично отражается от внешней поверхности пленки, в один момент попадает через нее и отражается от границы раздела с водой.
Интерференция этих двух отраженных составляющих приводит к эффекту радуги.
В тонкопленочных солнечных элементах, складывающихся из нескольких слоев, происходит что-то подобное. Свет отражается от границ и безвозвратно теряется. Причем, чем уже пленка, тем интенсивнее отражение.
В следствии естественных оптических процессов эффективность фотоэлектрических преобразований падает. Дабы преодолеть данный системный недочёт, исследователи из университета штата Северной Каролины (North Carolina State University) воссоздали структуру глаза моли, той самой небольшой бабочки, которой мы все дружно хлопаем в ладоши, стоит ей показаться в доме.
Ученые увидели, что у моли тёмные глаза. Это указывает, что они всецело поглощают солнечный свет фактически без отражения. Все дело появилось в неповторимой структуре глаза, которую удалось скопировать на наноуровне.
«Мы вдохновились структурой поверхности глаза моли, которая выстроена так, что не отражает свет», — поведал врач Чи-Хао Чанг (Chih-Hao Chang), доцент кафедры механической и космической инженерии университета и соавтор изучения. «Подражая данной концепции, мы создали наноструктуры, в значительной мере минимизирующие тонкопленочный эффект».
В следствии работы ученых, созданы пленки, границы которых не ровные, а складываются из множества наноразмерных конусов. Конусы различных слоев сцепляются между собой как будто бы крепления конструктора Lego.
В следствии от границы пленок отражается в 100 раз меньше света, чем ранее. Подобный прием возможно использован в многослойных тонкопленочных солнечных элементах, для минимизации утрат в каждом повышения и слой неспециализированной производительности фотоэлектрических преобразований.
Ученые сохраняют надежду, что их способ будет пользуется спросом и использован при создании коммерческих преобразователей солнечного света. «Отечественный следующий ход в разработке солнечного устройства, применяющего эту концепцию, дабы выяснить, как мы можем масштабировать его для коммерческих приложений», — сказал врач Чанг.
В очередной раз природа посоветовала человеку, как возможно решить непростую техническую проблему. Маленькая бабочка не в первый раз является образцом для исследователей. Ранее передавалось, что на базе наноконусов глаза моли сингапурскими учеными создан антибликовый пластик, что возможно использован для отличных мониторов самого разного назначения.
Научная команда из представителей Университета города Нью-Йорка, Массачусетского китайского Университета и технологического института Тонцзи применяла природную конструкцию глаза моли для совершенствования особенностей рентгеновских аппаратов. Ожидается, что в следствии развития их работы покажутся аппараты, талантливые делать снимки большого разрешения применяя низкую мощность излучения.
По данным NCSU
