Міжнародна команда дослідників змогла збільшити ефективність роботи сонячних батарей на 125%. Для цього вони змоделювали ідеальне розташування структур всередині пристроїв.
У новому дослідженні група вчених з Великобританії, Португалії та Бразилії виявила, що зміни позиції малюнка решітки в конструкції сонячних батарей може збільшити струм, що генерується кристалічним кремнієм (c-Si), на 125%. Це перший випадок, коли мінімальні маніпуляції дослідників принесли значне збільшення ефективності пристрою.
Вчені пояснили, що замість впровадження нових структурних конструкцій, заснованих на природних структурах або обчислювальних алгоритмах, дослідники зосередилися на теоретичних розрахунках того, що може оптимізувати схему розсіювання і дифракції сонячного світла.
Їх моделювання показало, що лінії решітки, розташовані в простій періодичній, квазіслучайній структурі, оптимізують роботу «фотонної області» сонячної батареї: області всередині фотонної структури, в якій в одновимірному порядку розташований основний дифракційну елемент.
В експерименті команда змоделювала продуктивність фотонної області у вигляді візерунчастої шахівниці, виконаної з кристалічної кремнієвої плити товщиною всього 1 мікрометр (в кілька разів тонше, ніж павутина шовку), і порівняла її з іншими видами конструкцій сонячних батарей, в тому числі з плоским елементом, вертикальними лініями решітки, схрещеними лініями і іншими.
Результати показали, що шахівниця з довільним розташуванням її елементів, що повторюються генерує більший струм, ніж будь-який з інших елементів. Ефективність батареї зросла на 125% в порівнянні з аналогами без гратчастої конструкції.