(Phys.org) - Een team van wetenschappers van het Royal Melbourne Institute of Technology in Australië heeft de ontwikkeling aangekondigd van een nanostructuurmateriaal gemaakt van wat zij nanocones noemen - het is een soort nanomateriaal dat kan worden toegevoegd om de efficiëntie van fotovoltaïsche energie te verhogen door hun lichtabsorberend vermogen te vergroten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , het team beschrijft het nieuwe materiaal, hoe het werkt, en hun hoop op het gebruik ervan in een breed scala aan fotovoltaïsche toepassingen.

De positieve eigenschappen van het nieuwe kegelvormige materiaal komen tot stand dankzij een ultrahoge brekingsindex - elke kegel is gemaakt van een soort materiaal dat van binnen als isolator en van buiten als geleider fungeert - onder een microscoop ziet het materiaal eruit als een massa kogels die rechtop staan aan het uiteinde bovenop een vlakke basis. Het, net als andere topologische isolatoren, maakt gebruik van oscillaties die optreden als gevolg van veranderingen in de concentratie van elektronen die ontstaan ​​wanneer het materiaal wordt geraakt door fotonen. Elke kegel heeft een metalen omhulselcoating en een kern die is gebaseerd op een diëlektricum - een materiaal dat ermee is gemaakt, zou superieure lichtabsorptie-eigenschappen kunnen bieden, waardoor het niet alleen ideaal is voor zonnecellen, maar een breed scala aan fotovoltaïsche toepassingen, variërend van optische vezels tot golfgeleiders en zelfs lenzen. De onderzoekers suggereren dat als een dergelijk materiaal zou worden gebruikt als onderdeel van een traditionele dunnefilmzonnecel, het zou de lichtabsorptie tot 15 procent kunnen verhogen in zowel het zichtbare als het ultraviolette bereik.

In interviews met de pers, de onderzoekers wezen erop dat het voor hen de eerste keer is dat een dergelijke nanocone-structuur is gemaakt en misschien net zo belangrijk, merkte op dat het maken ervan geen nieuwe fabricagetechnieken zou vereisen. Ook, ze suggereerden dat vanwege de betere lichtabsorptie-eigenschappen van het nieuwe materiaal, "zowel de kortsluitstroom als de efficiëntie van de foto-elektrische conversie kunnen worden verbeterd."

De onderzoekers merken ook op dat in tegenstelling tot andere nanostructuren de oscillaties die door de nanocones worden gegenereerd, polarisatie-ongevoelig zijn, wat betekent dat ze niet loodrecht op nanoslits hoeven te staan, waardoor ze nuttiger zijn in een breder scala aan toepassingen omdat ze direct kunnen worden geïntegreerd in de huidige hardware. Ze voegen eraan toe dat ze vervolgens van plan zijn hun inspanningen te verleggen naar het focussen op plasmonics die voorkomen in andere soorten structuren met verschillende soorten vormen.

© 2016 Fys.org