Sorte sommerfuglevinger tilbyder en model for bedre solceller

(Phys.org) – Et team af forskere med California Institute of Technology og Karlsruh Institute of Technology har forbedret effektiviteten af ​​tyndfilmsolceller ved at efterligne arkitekturen af ​​rosensommerfuglevinger. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen forklarer deres inspiration til at studere sommerfuglevingerne og detaljerne i deres forbedrede solceller.

Mens videnskabsmænd søger måder at forbedre effektiviteten af ​​solceller, nogle har i stigende grad vendt sig til tyndfilmssolceller. Ikke alene er sådanne celler lettere og mere håndterbare end traditionelle krystalbaserede celler, men de forventes at være mere effektive, hvis ingeniører kan finde en måde at få dem til at arbejde i længere perioder. En af vejspærringerne for at forbedre effektiviteten af ​​solceller generelt er de høje udgifter til bevægelseshardware, der sporer solen. I denne nye indsats, forskerne hentede inspiration fra rosensommerfuglen, findes almindeligt i Indien. Den har bløde sorte vinger, der varmer det koldblodede insekt i kølige perioder.

For at lære mere om sommerfuglevingerne, gruppen samlede nogle prøver og så på dem under et elektronmikroskop. De fandt ud af, at vingerne var dækket af skæl med huller. Ud over at gøre vingerne lettere, hullerne, fandt forskerne, spredte lyset, der ramte dem, hvilket gjorde det muligt for sommerfuglen at absorbere mere af solens varme.

fascineret af sommerfuglens design, forskerne skabte lignende strukturer i deres laboratorium ved hjælp af plader af hydrogenerede amorfe siliciumplader. Et toplag med ekstremt bittesmå huller i forskellige størrelser fik lys til at sprede sig og ramte siliciumbasen nedenunder. Designet, holdet fandt, tilladt at opfange omtrent dobbelt så meget lys som tidligere designs.

Gruppen rapporterer, at det var hurtigt og nemt at oprette cellerne. De lavede hullerne ved at tabe stykker af en binær polymeropløsning, der ikke blandede sig med den type polymer, der blev brugt til at skabe arket. Processen tog kun fem til 10 minutter.

© 2017 Tech Xplore