Просмотр по

Нанотекстура уподобляет плоскость кремния глазу бабочки

Нанотекстура уподобляет плоскость кремния глазу бабочки

Уменьшение числа света, отражающегося от поверхности солнечных батарей, дает возможность увеличить выдаваемую ими электроэнергию. По этой причине многие производители стараются свести отражение к минимуму, применяя антирефлективные покрытия.

Как представили ученые из Брукхэвенской национальной лаборатории, формирование нанотекстуры на самом кремниевом материале батарей дает тот же результат, что и наиболее совершенные многослойные тонкопленочные покрытия.

Их методу посвящена публикация в журнале Nature Communications. Наряду с оптимизацией и удешевлением производства солнечных элементов, эта технология способен найти использование и в других областях: для уменьшения бликов от оконных стекол, радарного камуфляжа военной техники и увеличения яркости светодиодов.

Для борьбы с отражением требуется сглаживание резкого изменения коэффициента преломления материала на границе двух сред (к примеру, воздуха и кремния). Просветляющие покрытия обычно состоят из материала с промежуточным коэффициентом преломления, из-за чему интерфейс между средами «размывается». Каждое из них оптимально для света с определенной длиной волны, падающего под определенным углом. Инженеры компенсируют этот недостаток, применяя несколько антирефлективных слоев, что усложняет производство и повышает себестоимость солнечных батарей.

Нанотекстура уподобляет плоскость кремния глазу бабочки

В поисках наилучшего заключения ученые обратились к живой природе. Таким образом, для улучшения ночного зрения бабочек плоскость их фасеточных глаз испещрена множеством мельчайших столбиков с габаритами меньше длины волны света.

«Мы решили воплотить текстуру глаза бабочки в кремнии, в более мелком масштабе, применяя методы нанотехнологии», — рассказывает первый автор статьи, Атикур Рахман (Atikur Rahman).

Для этого ученые покрыли плоскость солнечной батареи так называемым блочным сополимером. Этот материал самоорганизуется в структуру с размером деталей порядка десятков нанометров, образуя шаблон для формирования в кремнии нужных выступов с помощью стандартной промышленной технологии плазмохимического травления.

Получившаяся нанотекстура использовалась для постепенного изменения коэффициента преломления и обеспечивала резкое снижение отражения одновременно для многих длин волн, независимо от угла падения света на поверхность фотоэлектрической панели. «С этими нанотекстурами обычно блестящая поверхность кремния становилась абсолютно черной», — сообщил Рахман.

По эффективности действия подобные солнечные элементы примерно соответствуют батареям с лучшим в индустрии многослойным покрытием и на 20% превосходят устройства с одиночной антирефлективной пленкой.

Теперь команда Брукхэвенской лаборатории работает над переносом новейшего метода формирования нанотекстур на другие материалы, включая стекло и пластик, для получения антибликовых окон и защитных покрытий солнечных панелей.

Один комментарий на “Нанотекстура уподобляет плоскость кремния глазу бабочки”

  1. Pingback: Карбид кремния — полупроводник для экстремальных условий эксплуатации | Новости ИТ
  2. Trackback: Карбид кремния — полупроводник для экстремальных условий эксплуатации | Новости ИТ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *