Дикая природа, в частности, крылья бабочки, подсказала ученым решение задачи.

Команда ученых из Калифорнийского технологического института повысила эффективность тонкопленочных солнечных элементов, имитируя строение крыльев бабочки.

В поиске путей повышения эффективности солнечных элементов, ученые все чаще обращались к тонкопленочным структурам. Они легче, более управляемые и более эффективные, если инженеры найдут способ заставить их работать в течение длительного времени. Одним из препятствий повышения эффективности солнечных батарей является дорогое оборудование по отслеживанию движения солнца, распределение и сохранение энергии.

Решение подсказали крылья обычной бабочки, широко распространенной Индии. Природа одарила бабочку мягкими черными крыльями, которые согревают хладнокровные насекомое во время холодных периодов.

Чтобы узнать больше о крыльях бабочки, группа ученых собрала образцы и рассматривала их под электронным микроскопом. Они обнаружили, что крылья покрыты рябыми чешуйками с отверстиями. В дополнение к светлым участкам, крылья имели микроскопические отверстия, собирающие рассеянный свет, что позволяет бабочкам поглощать больше солнечного тепла.

Заинтересовавшись конструкцией крыла бабочки, исследователи создали подобные структуры в своей лаборатории, использовав листы гидрогенизированного аморфного кремния. Верхний слой с очень мелкими отверстиями различных размеров концентрирует свет, чтобы затем рассеять и послать его на основание из кремния, расположенное ниже. Такая конструкция, которую команде подсказала природа, позволила сохранить примерно в два раза больше солнечного света, чем в предыдущих вариантах.

Изображение черных наноотверстий на крыле бабочки, сделанное при помощи сканирующего электронного микроскопа.