کاهش انعکاس نور از سطح پیل خورشیدی با نانوساختار پلیمری

محققان آزمایشگاه ملی بروخاون با استفاده از نوعی پلیمر، نانوساختارهایی در سطح سیلیکون ایجاد کردند که موجب کاهش انعکاس نور از سطح پیل‌های خورشیدی می‌شود.

کاهش مقدار انعکاس نور از سطح پیل‌های خورشیدی موجب می‌شود تا کارایی این پیل‌ها افزایش یابد. به همین دلیل شرکت‌ها به دنبال ایجاد پوشش‌های ضدانعکاس در سطح پیل‌های خورشیدی هستند. اخیراً پژوهشگران آزمایشگاه ملی بروخاون موفق به ایجاد نانوساختارهایی در سطح سیلیکون شدند که قادر است خاصیت ضدانعکاسی روی سطح این پیل‌ها ایجاد کند. این نانوپوشش می‌تواند کاربردهای دیگری نیز داشته باشد که از آن جمله می‌توان به ساخت شیشه، تولید ادوات نظامی و دیودهای نشر نور اشاره کرد. این گروه تحقیقاتی در حال ثبت پتنت مربوط به این یافته علمی خود هستند.
چارلز بلک، از مرکز نانومواد آزمایشگاه بروخاون، می‌گوید: «برای ایجاد خاصیت ضدانعکاس، باید مانع از بازگشت نور از سطح ماده شد. برای این کار ضریب شکست سطح باید به گونه‌ای تغییر کند که روی نحوه پخش شدن امواج نور اثرگذار باشد.»
محل تماس میان دو سطح، برای مثال سطح تماس میان سیلیکون و هوا در پیل‌های خورشید، مهمترین جایی است که باید مورد توجه قرار گیرد. افزودن یک لایه به این سطح می‌تواند نفوذ نور را به سطح سیلیکون افزایش داده و مانع از انعکاس نور شود.
ایده‌آل‌ترین حالت این است که تمام پرتوهای رسیده به سطح، جذب شوند، همچنین پرتوهایی که از سمت و سوی مختلف به سطح گسیل می‌شوند نیز جذب شوند. برای این کار نمی‌توان از یک لایه استفاده کرد بنابراین بهترین کار استفاده از چند پوشش مختلف است.
این گروه تحقیقاتی از ساختارهای موجود در بدن نوعی پروانه الهام گرفتند. در سطح چشم این پروانه نانوساختارهای ستونی شکلی وجود دارد که ابعاد آن کوچکتر از طول موج نور است. این نانوساختار موجب بهبود دید پروانه در شب می‌شود و از سوی دیگر با کاهش انعکاس نور از سطح چشم، خطر دیده شدن پروانه توسط شکارچیان را به حداقل می‌رساند.
محققان این پروژه با استفاده از فناوری‌ نانو، الگوهایی یکسان و نانومقیاس روی سطح سیلیکون ایجاد کردند. این الگوها که از جنس نوعی پلیمر است، موجب تغییر ضریب شکست سطح شده و انعکاس نور را به حداقل می‌رساند.