Наноэффект бабочки

Повысить теоретический лимит коэффициента поглощения света на 200%  с помощью парусника кирказонового (Pachliopta aristolochiae) удалось специалистам Технологического института Карлсруэ (Германия), сообщает hightech.fm.  

Как известно солнечный свет, отраженный от гладкой поверхности солнечных элементов, теряется впустую.  У парусника же почти полностью черные крылья покрыты наноотверстиями, которые помогают абсорбировать свет. Ученые определили диаметр и расположение наноотверстий на крыле бабочки, просканировали их электронным микроскопом, проанализировали коэффициент абсорбции света для различных схем расположения отверстий.

На следующем этапе - компьютерной симуляции, удалось установить, что наиболее стабильный коэффициент абсорбции дает неупорядоченное расположение отверстий различного диаметра. После чего наноструктуру крыльев бабочки воспроизвели в слое кремния, покрывающего тонкую как пленка ячейку солнечного фотоэлемента. При этом отверстия различались по диаметру ( 133 - 343 нм).

В результате коэффициент поглощения перпендикулярно падающего света на покрытые наноотверстиями солнечные элементы по сравнению с гладкой поверхностью увеличился на 97% , а при угле падения, равном 50 градусов, он  постепенно рос до 207%. Исследователи подчеркнули, что последний факт особенно интересен для условий Германии. Так как на большей части территории страны преобладает рассеянный свет, падающий на солнечные элементы под вертикальным углом.

Впрочем, 200% — это теоретический лимит КПД, поскольку на этот показатель влияет не только абсорбция света.

Фото  сайта: learnaboutbutterflies.com