Нічні метелики допомогли у створенні сонячних батарей

17/02/2009

Метелик Antheraea polyphemusГолландські учені розробили новий матеріал для створення сонячних батарей, в основу якого ліг пристрій очей нічних метеликів. Опис розробки наведений в статті в журналі Advanced Materials. Основні принципи викладені на порталі Physics World.

В даний час у пристроїв, що переробляють енергію Сонця в електричну енергію, є дуже істотний недолік: велика кількість енергії розсівається у вигляді тепла. Низький КПД подібних пристроїв робить використання сонячних батарей економічно невигідним.

Автори дослідження вирішили розробити нову конструкцію батарей, запозичивши принцип у нічних метеликів. Ці комахи здатні бачити в темноті. Очі нічних метеликів максимально ефективно поглинають потрапляючі на них промені світла за рахунок особливого покриття, що складається з нанотрубок з кінцями, що завужені. У міру того, як світло проходить уздовж нанотрубок, його індекс рефракції зростає. Іншими словами, він сильніше заломлюється. В результаті велика частина світу, що потрапив в око, досягає нервових закінчень.

Група Хаїме Гомеса Ріваса створила матеріал, що копіює властивості ока метелика. Це так званий метаматеріал, властивості якого визначаються не його складом, а структурою. Складові матеріалу нановолокна різної довжини забезпечують різні оптичні властивості в різних його частинах. Експерименти показали, що "аналог" очного покриття метелика відображає менше випромінювання, ніж стандартні матеріали сонячних батарей. Гомес Рівас і його колеги довели, що покращене поглинання пояснюється саме кращими провідними властивостями розробленого ними метаматеріалу. До виходу цієї роботи залишалися сумніви, що КПД матеріалу підвищувався за рахунок розсіювання і подальшого поглинання світла нановолокнами.

На думку Гомеса Ріваса, теоретично можливо добитися 99-процентного поглинання потрапляючого на матеріал світла. Необхідно буде збільшити довжину і товщину використовуваних нановолокон, а це призведе до посилення розсіювання світла. Надалі учені планують поліпшити властивості нового матеріалу і знайти баланс між довжиною і розсіюванням.

Повернутися до списку публікацій






Останні публікації