Znajdź zawartość

<!-- @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } -->Ogniwa słoneczne mogłyby stać się niezwykle atrakcyjnym źródłem energii, gdyby nie ich stosunkowo mała wydajność. Nie dziwią zatem podejmowane przez naukowców poszukiwania sposobów na udoskonalenie tych elementów – nawet wtedy, gdy inspiracją okazują się... oczy ćmy. Współautorem nowej metody usprawniającej ogniwa jest Peng Jiang z University of Florida. Twierdzi on, że jedną z przyczyn strat energii jest wysoki współczynnik odbicia światła krzemowych płytek – serca współczesnych fotoogniw. Stosowane obecnie warstwy antyodblaskowe nie rozwiązują całkowicie problemu, ponieważ działają jedynie w wąskim zakresie długości fal widzialnego promieniowania. I stąd właśnie pomysł, aby przyjrzeć się owadzim oczom, które dość słabo odbijają światło. Dzięki badaniom mikroskopowym odkryto, że rogówki oczu zawierają regularne wypustki, powodujące niemal całkowite pochłanianie padającego światła. Skopiowanie tej nanostruktury na krzem powinno zatem znacznie podnieść wydajność ogniw. Naukowcom udało się już opracować sposób tworzenia wspomnianych wypustek na powierzchni krzemu. Metoda przypomina standardowy proces produkcji układów scalonych: specjalny preparat rozprowadzany jest na wirującej płytce, podobnie jak lakier światłoczuły podczas fotolitografii. Różnica polega na tym, że roztwór zawiera nanocząsteczki, które samoorganizują się, maskując drobne obszary krzemu. Następnie odsłonięte części płytki są wytrawiane, przez co jej powierzchnia zyskuje strukturę z opisywanymi wypustkami. Opisana metoda jest tania, wydajna i skuteczna – potraktowany nią krzem odbija zaledwie 2% światła, podczas gdy standardowe ogniwa nawet 35%-40%. Jej twórcy już przygotowują się do uruchomienia firmy produkującej wydajniejsze baterie słoneczne.

Naukowcy z amerykańskiego Rice University mogą poszczycić się nowym kandydatem do Księgi Rekordów Guinnessa. Zespół pracujący pod wodzą profesora Pulickela Ajayana stworzył bowiem najciemniejszy materiał znany ludzkości. Badacze wykorzystali bardzo popularne w świecie nauki węglowe nanorurki i wykonali z nich "dywan" odbijający zaledwie 0,045% padającego nań światła. Dla porównania, czarna farba jest około sto razy jaśniejsza, a powłoka wykonana ze stopu niklu i fosforu – niedawny rekordzista w konkurencji głębi ciemności – niemal cztery razy. Niezwykle skuteczne pochłanianie światła uzyskano dzięki powierzchni, na której gęsto poustawiano nanorurki (stąd porównanie do dywanu). Węglowe "włosy" mierzą 0,25 mm, czyli 300 tysięcy razy więcej niż wynosi ich średnica. W takim środowisku światło ulega silnemu rozproszeniu, a ponieważ węgiel należy do bardzo ciemnych substancji, promienie mają niewielkie szanse na wydostanie się z pułapki zanim całkowicie zanikną. Co ciekawe, naukowcy wykonali opisany "pochłaniacz" już ponad rok temu. Do tej pory jednak badali jego właściwości i dopiero niedawno byli w stanie potwierdzić rekordowo mały współczynnik odbicia światła. Wśród potencjalnych zastosowań węglowego dywanu wymienia się systemy zbierające i przechowujące energię słoneczną, a także instrumenty optyczne, w których eliminacja światła odbitego ma szczególnie duże znaczenie dla jakości obrazu.