Η πεταλούδα της νύχτας έμπνευση για αποδοτικότερα εύκαμπτα φωτοβολταϊκά (thin-film)

Επιστήμονες του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας (NC State University) στράφηκαν στο βιομιμητισμό για να λύσουν ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία των εύκαμπτων φωτοβολταϊκών (thin film): η αντανάκλαση του φωτός ανάμεσα στα φιλμ οδηγεί σε απώλειες φωτεινής ακτινοβολίας προτού αυτή μετατραπεί σε ενέργεια. Η λύση βρέθηκε στα μάτια της νυχτοπεταλούδας.
Τα μάτια της πεταλούδας της νύχτας δεν ανακλούν το φως προκειμένου να εκμεταλλεύονται την ελάχιστη φωτεινή ακτινοβολία σε συνθήκες σκότους. Η μελέτη των ματιών της νυχτοπεταλούδας βοήθησε τους επιστήμονες να αναπτύξουν μια δομή που περιορίζει την ανάκλαση στα φωτοβολταϊκά λεπτού υμενίου.

“Το φαινόμενο αυτό συμβαίνει όταν ένα φιλμ από μια ουσία επικάθεται σε ένα φιλμ από διαφορετική ουσία. Το πρόβλημα με συσκευές που χρησιμοποιούν πολλαπλά στρώματα εύκαμπτων φιλμ, όπως οι ηλιακές κυψέλες thin film, είναι ότι ορισμένα μήκη κύματος του ηλιακού φωτός ανακλώνται  και “χάνονται” σε κάθε επιφάνεια. Όσο περισσότερα τα φιλμ τόσο μεγαλύτερες οι απώλειες.
Ο Δρ Τσιν Χάο Τσανγκ, επίκουρος καθηγητής μηχανικής και αεροδιαστημικής στο NC State University και μέλος της ερευνητικής ομάδας σημειώνει ότι “μιμούμενοι τη δομή της επιφάνειας του ματιού της νυχτοπεταλούδας αναπτύξαμε μια νανοδομή που περιορίζει σημαντικά την αντανάκλαση του φωτός”.
Οι νανοδομές έχουν κωνοειδές σχήμα και προεξέχουν στο άνω φιλμ με τρόπο ώστε τα δύο στρώματα να πλέκονται μαζί και η αντανάκλαση να μειώνεται.
Οι ερευνητές βρήκαν ότι τα φωτοβολταϊκά λεπτού υμενίου με τις νανοδομές αντανακλούσαν 100 φορές λιγότερο φως από αυτά που δεν έφεραν νανοδομές ανάμεσα στα διαδοχικά στρώματα.
Επόμενος στόχος είναι η δημιουργία μιας φωτοβολταϊκής κυψέλης με βάση τις νανοδομές και η μέτρηση της αποδοτικότητάς της υπό πραγματικές συνθήκες.

Πηγή: econews
http://iopscience.iop.org/0957-4484/24/23/235202
http://news.ncsu.edu/releases/wms-chang-antireflection/