Специалисты из Принстонского Университета долгое время работали над улучшением способностью к поглощению света у фотоэлектрических элементов. Они обратили свое внимание на живые цветы и их листья, которые являются самыми лучшими накопителями солнечной энергии в природе. В качестве эксперимента было решено создать из гибких солнечных элементов панель, строение которой в точности бы повторяло лист со всеми его бороздами и изгибами.
По словам профессора биологической и химической инженерии в Пристоне, Юэ-Лин Лоо, плоская поверхность может, как поглощать световое излучение, так и отражать его. Созданные на панели изгибы стали подобием некоего волновода, благодаря чему объем поглощаемого света возрос сразу на сорок семь процентов.
Основная исследовательская работа группы ученых осуществлялась с фотоэлектрическими панелями из пластика, которые обладают низкой стоимостью и почти не используются из-за низкой эффективности. После длительного исследования путей повышения данного показателя, ученые пришли к использованию метода имитации натуральных изгибов листьев на поверхности.
Работает это очень просто. В современной лаборатории «Howard Stone's», имеющей аэрокосмический и механический отделы, ими была проведена обработка специального жидкого фотографического клеевого состава при помощи ультрафиолетового света. В результате данного процесса на поверхности материала образовались борозды разного размера и заметные изгибы. Благодаря такому сочетанию удалось достигнуть невероятно высокого результата. Несмотря на то, что сам процесс более чем прост, для его осуществления потребовалось произвести масштабные математические расчеты. Тем не менее, подготовленный процесс может быть с легкостью внедрен в существующее производство и не требует специальной квалификации от производственных специалистов. Общее количество мелких и крупных борозд может быть отрегулировано изменением рабочего напряжения.
Примечательно, что создание на поверхности фотоэлектрических элементов борозд различного размера способствовало увеличению механической прочности изделия и снизило механическое напряжение отдельных участков при изгибе. Ранее, когда пластиковые батареи подвергались изгибу, их эффективность сильно падала, вплоть до семидесяти процентов; новый же метод позволит избежать таких потерь.
После проведенных испытаний и анализа их результата, ученые пришли к выводу, что пластиковые фотоэлектрические элементы нового типа обладают способностью к поглощению очень длинных волн света. Обычные же батареи практически не используют инфракрасный диапазон светового излучения. Благодаря использованию новой технологии, использование света в этом диапазоне спектра возросло в шесть раз. Такие впечатляющие показатели и являются ключевым моментом в повышении эффективности пластиковых элементов.
По словам исследователя из лаборатории «Howard Stone's», доктора Пилинамы Ким, полученные результаты просто поразили ученых, ведь они и представить не могли, что простейшее изменение структуры фотоэлектрических элементов на манеру естественной листвы может обеспечить такой прирост эффективности.
Представленная разработка может сослужить добрую службу популяризации дешевых пластиковых солнечных батарей. Более того, технология может быть применена и к другим типам солнечных панелей, для качественного увеличения их эффективности.{odnaknopka}