(Phys.org) —Rijen van aluminium noppen helpen zonnepanelen meer energie uit zonlicht te halen dan die met vlakke oppervlakken.

De meeste zonnecellen die in huizen en in de industrie worden gebruikt, zijn gemaakt van dikke lagen materiaal om zonlicht te absorberen, maar werden in het verleden beperkt door relatief hoge kosten. veel nieuwe, Goedkopere ontwerpen zijn beperkt omdat hun laag lichtabsorberend materiaal te dun is om voldoende energie te onttrekken.

Bij nieuw onderzoek wetenschappers hebben aangetoond dat de efficiëntie van alle ontwerpen van zonnepanelen tot 22 procent kan worden verbeterd door hun oppervlak te bedekken met aluminium noppen die het licht buigen en vasthouden in de absorberende laag.

Op microscopisch niveau, door de noppen lijken de zonnepanelen op de in elkaar grijpende LEGO-bouwstenen waarmee kinderen over de hele wereld spelen.

De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten door wetenschappers van Imperial College London en internationale medewerkers in België, China en Japan.

"In de afgelopen jaren zijn zowel de efficiëntie als de kosten van commerciële zonnepanelen verbeterd, maar ze blijven duur in vergelijking met fossiele brandstoffen. Aangezien het absorberende materiaal alleen al de helft van de kosten van een zonnepaneel kan uitmaken, was ons doel om de hoeveelheid dat is nodig, ", zei hoofdauteur Dr. Nicholas Hylton van het Department of Physics aan het Imperial College London.

"Het succes van onze technologie, in combinatie met moderne antireflectiecoatings, zal ons een heel eind op weg helpen naar zeer efficiënte en dunne zonnecellen die beschikbaar zouden kunnen zijn tegen een concurrerende prijs."

Dr. Hylton en zijn collega's bevestigden rijen aluminium cilinders met een diameter van slechts 100 nanometer aan de bovenkant van het zonnepaneel, waar ze interageren met passerend licht, waardoor individuele lichtstralen van koers veranderen. Er wordt meer energie aan het licht onttrokken omdat de stralen effectief in het zonnepaneel worden opgesloten en over langere afstanden reizen door de absorberende laag.

In het verleden hebben wetenschappers geprobeerd om het lichtbuigende effect te bereiken met behulp van zilveren en gouden studs, omdat bekend is dat die materialen een sterke wisselwerking hebben met licht, deze edelmetalen verminderen echter de efficiëntie omdat ze een deel van het licht absorberen voordat het het zonnepaneel binnendringt.

"De sleutel tot het begrijpen van deze nieuwe resultaten ligt in de manier waarop de interne structuren van deze metalen in wisselwerking staan ​​met licht. Goud en zilver hebben beide een sterk effect op passerende lichtstralen, die in de kleine noppen kunnen doordringen en worden geabsorbeerd, terwijl aluminium een ​​andere interactie heeft en alleen licht buigt en verstrooit terwijl het langs hen in de zonnecellen reist."

Een bijkomend voordeel van deze oplossing is dat aluminium goedkoper en veel overvloediger is dan zilver en goud.

Het toekomstige succes van deze technologie opent de mogelijkheid om flexibele zonnepanelen te maken die op elk vlak of gebogen oppervlak kunnen worden aangebracht, die kan worden gebruikt om alles van stroom te voorzien, van huishoudelijke apparaten tot draagbare elektronica zoals laptops.