Более яркие светодиоды и солнечные элементы могут быть разработаны при
помощи нового материала с самым маленьким коэффициентом преломления.
Ученые обнаружили, что при добавлении слоя расположенных под углом
наностержней из диоксида кремния на поверхность, существенно
сокращается его коэффициент преломления.
Отражательная
способность поверхности также зависит от коэффициента преломления. Чем
больше разница между коэффициентом преломления двух материалов, тем
больше отражательная способность материала. Вакуум, который не влияет
на прохождение света, имеет коэффициент преломления 1, в то время как
этот показатель для воды составляет 1,33 и около 1,5 – для стекла.
Но
этот показатель составляет 3,5 для кремния, активного материала в
солнечных элементах. Поэтому без особой обработки этот материал
отражает около 30% света, который попадает на него, что существенно
влияет на производительность солнечных элементов.
Фред Шуберт (Fred Schubert) из Политехнического Института Ренселера
в Трое, штат Нью-Йорк, США, установил, что слой из наностержней
нанесенный на поверхность под углом 45 градусов образует слой с
коэффициентом преломления очень близким к коэффициенту преломления
воздуха. Нанося несколько слоев наностержней, каждый с немного большим
коэффициентом преломления, ученые добились дальнейшего сокращения
коэффициента преломления. Это означало, что не было резких изменений
коэффициента преломления между воздухом и покрытием материала – листом
нитрида алюминия.
В наностержнях много пор. Это помогает
сократить коэффициент преломления материалов до показателя лишь на 5%
больше этого коэффициента для воздуха. Также это помогает открыть двери
для создания новых материалов с полезными оптическими свойствами,
говорят ученые.
Кроме улучшения производительности кремниевых
солнечных элементов, позволяя им поглощать больше световой энергии,
покрытие может сократить потери при отражении в таких устройствах как
светодиоды. Новые материалы также смогут улучшить фотообъективы и
зеркала, которые выборочно отражают отдельные длины волн.
|
|
