Оксид железа – обыкновенная ржавчина – отличный материал для производства солнечных батарей. Хитроумная структура, построенная по принципу глаз моли, позволяет повысить эффективность этого дешевого материала.
©Wikipedia
Инженерам из швейцарской лаборатории Empa удалось создать фотоэлектрохимическую ячейку, имитирующую глаза моли. Новый тип солнечных батарей сделан из дешевых материалов – оксидов железа и вольфрама – и отличается высокой эффективностью.
Оксид железа, попросту, – обыкновенная ржавчина, может революционизировать технологию производства солнечных ячеек. Из этого, как казалось, ни к чему непригодного материала, можно создавать фотоэлектроды, способные синтезировать водород из воды.
К сожалению, у ржавчины есть и определенные ограничения в использовании. Хотя она и стоит дешево и поглощает солнечные лучи в наиболее энергетическом спектре длин волн, ее возможности в качестве проводника электричества сильно ограничены.
Именно поэтому для производства электроэнергии можно использовать лишь тонкие пленки ржавчины, которые поглощают лишь ограниченное количество световых лучей.
Эту проблему решили швейцарские инженеры Флоран Будуар и Артур Браун, создав на поверхности фотоэлектродов специальную микроструктуру, способную практически полностью использовать энергию падающих солнечных лучей.
Основой для инновационного изобретения послужили микрочастицы оксида вольфрама, который благодаря своему насыщенному желтому цвету также может быть эффективно использован для производства фотоэлектродов.
Ученые покрыли крошечными желтыми микросферами электрод, а затем сверху добавили нанослой оксида железа. Когда световые фотоны падают на микрочастицы оксида вольфрама, они начинают отражаться внутри хитроумной структуры до тех пор, пока свет полностью не поглощается, и его энергия может быть использована для синтеза водорода.
На рисунке показан принцип работы солнечной батареи, имитирующей глаза моли
©Empa
Микроструктура, по словам швейцарских изобретателей, работает по принципу глаз моли. Этим ночным бабочкам необходимо для ориентировки в темноте использовать как можно больше световых лучей.
При этом их глаза практически не отражают световые фотоны, что делает их обладательниц невидимыми для многочисленных ночных врагов.
