Większa wydajność ogniw słonecznych i diod LED dzięki nowej powłoce antyrefleksyjnej

Większa wydajność ogniw słonecznych i diod LED dzięki nowej powłoce antyrefleksyjnej

Zjawisko odbicia światła, które wpływa negatywnie na wydajność i pracę takich urządzeń jak ogniwa słoneczne, diody LED, czy obiektywy aparatów fotograficznych i kamer, może zostać wkrótce niemal całkowicie wyeliminowane dzięki nowej powłoce antyrefleksyjnej.

Materiał, z którego wykonana jest powłoka, został opracowany przez naukowców z Rensselaer Polytechnic Institute (USA) przy współpracy producenta półprzewodników, firmy Crystal IS. Charakteryzuje się on najniższym z obecnie dostępnych materiałów cienkowarstwowych współczynnikiem załamania światła. Materiał przepuszcza nie tylko prawie wszystkie kolory widma widzialnego, ale także niektóre zakresy promieniowania podczerwonego. Jest do duży postęp w stosunku do stosowanych obecnie rozwiązań, które z reguły działają selektywnie, tylko na wybrane kolory. Dodatkową zaletą nowej powłoki jest ograniczanie odbicia światła padającego pod większą ilością kątów niż w przypadku klasycznych konstrukcji. Efektem tych ulepszeń jest 10-krotnie większa przepuszczalność nowej powłoki w stosunku do obecnych rozwiązań.

W celu przygotowania powierzchni efektywniej absorbującej światło badacze stworzyli powłokę wielowarstwową o porowatej strukturze, która ułatwia światłu przejście przez ciało stałe. Znajdujące się na niej nanostruktury w postaci prętów umieszczonych pod odpowiednim kątem do podłoża, ograniczają odbicie prawie wszystkich zakresów długości fali światła. Na powłokę składa się kilka warstw, z których każda kolejna ma większy współczynnik załamania światła.

W przypadku ogniw słonecznych mniejsza ilość światła odbijająca się od ich powierzchni oznacza większą sprawność konwersji promieniowania świetlnego na energię elektryczną. Zastosowanie nowego materiału na powierzchni ogniw słonecznych zwiększyłoby ilość absorbowanego przez nie światła o kilka procent. Natomiast w przypadku diod LED, w których duża ilość światła wytwarzanego przez półprzewodnik nie wydostaje się z diody z powodu odbić, wzrost wydajności mógłby sięgnąć nawet 40%.

(au)