Голландские ученые разработали новый материал для
создания солнечных батарей, в основу которого легло устройство глаз
ночных бабочек.
Описание разработки приведено в статье в журнале Advanced Materials. Основные принципы изложены на портале Physics World.
В настоящее время у устройств, перерабатывающих энергию Солнца в
электрическую энергию, есть очень существенный недостаток: большое
количество энергии рассеивается в виде тепла. Низкий КПД подобных
устройств делает использование солнечных батарей экономически
невыгодным.
Авторы исследования решили разработать новую конструкцию батарей,
позаимствовав принцип у ночных бабочек. Эти насекомые способны видеть в
темноте. Глаза ночных бабочек максимально эффективно поглощают
попадающие на них лучи света за счет особого покрытия, состоящего из
нанотрубок с зауженными концами. По мере того, как свет проходит вдоль
нанотрубок, его индекс рефракции возрастает. Другими словами, он
сильнее преломляется. В результате большая часть попавшего в глаз света
достигает нервных окончаний.
Группа Хаиме Гомеса Риваса создала материал, копирующий свойства
глаза бабочки. Он представляет собой так называемый метаматериал,
свойства которого определяются не его составом, а структурой.
Составляющие материал нановолокна разной длины обеспечивают различные
оптические свойства в различных его частях. Эксперименты показали, что
«аналог» глазного покрытия бабочки отражает меньше излучения, чем
стандартные материалы солнечных батарей. Гомес Ривас и его коллеги
доказали, что улучшенное поглощение объясняется именно лучшими
проводящими свойствами разработанного ими метаматериала. До выхода этой
работы оставались сомнения, что КПД материала повышался за счет
рассеивания и последующего поглощения света нановолокнами.
По мнению Гомеса Риваса, теоретически возможно добиться
99-процентного поглощения попадающего на материал света. Необходимо
будет увеличить длину и толщину используемых нановолокон, а это
приведет к усилению рассеивания света. В дальнейшем ученые планируют
улучшить свойства нового материала и найти баланс между длиной и
рассеиванием. | 
