محققان آلمانی با تقلید از شبکیه چشم انسان اقدام به تولید نانوساختارهایی کردند که می‌تواند میزان جذب نور را در پیل خورشیدی ۶۵ درصد افزایش دهد.
افزایش جذب نور در پیل‌ها با نانوساختارهای مخروطی
محققان موفق شدند با الهام از یک ساختار زیستی و تقلید از آن کارایی پیل‌های خورشیدی را افزایش دهند. این گروه با استفاده از یک نوع روش پردازش رایج در صنعت نیمه‌هادی، نانوساختارهایی روی زیرلایه سیلیکونی ایجاد کنند.
پژوهشگران با استفاده از مدل‌های ریاضی و نتایج آزمایشگاهی نشان دادند که این آرایه‌ها قادراند پرتوهای نور را دریافت کرده و به سوی لایه سیلیکونی پیل گسیل کنند. با این کار، کارایی جذب نور خورشید تا ۶۵ درصد افزایش می‌یابد که موجب افزایش کارایی تولید انرژی در پیل می‌شود.
این شیارها با تقلید از نانوساختارهای موجود در شبکیه چشم انسان تولید شده‌اند. این نانوساختارهای مخروطی شکل به‌صورت ویژه‌ای کنار هم قرار گرفته‌اند و هر کدام به یک سلول عصبی متصل است.
پژوهشگران موسسه ماکس پلانک با همکاری محققان مرکز هلموتز زنتروم برلین مشابه همین ساختار را با سیلیکون ایجاد کردند که برای جذب و متمرکز کردن نور بسیار ایده‌آل هستند.
محققان زمانی که اثر این ساختارها را روی نور مشاهده کردند بسیار شگفت‌زده شدند. پیش از این تاثیر فرشی از نانوسیم‌های سیلیکونی روی جذب نور برای دانشمندان اثبات شده بود اما این اولین باری است که ساختارهای مخروطی شکل می‌تواند چنین اثری ایجاد کنند. این نانوساختارهای مخروطی شکل نسبت به ساختارهای نانوسیمی عملکرد بهتری دارند.
تولید این نانوساختار نیاز به ملزومات خاصی داشته و با فرآیندهای رایج در صنعت نیمه‌هادی نظیر اچ یونی یا اچ شیمیایی می‌توان آنها را تولید کرد. در مقایسه با فیلم‌های سیلیکونی، این مخروط‌ها می‌توانند نور را ۶۵ درصد بیشتر جذب کنند.
کریستیانسن از محققان این پروژه می‌گوید: «بعد از رسیدن به این نتایج اولیه جالب، ما جنبه‌های دیگر کار را نیز مورد بررسی قرار دادیم.»
این گروه تحقیقاتی قصد دارند با بهبود بیشتر این نانوساختارها، شرایط را برای تولید اقتصادی آنها فراهم کنند.
