Ученые придумали способ повысить эффективность солнечных батарей с помощью крыльев членистоногих. Бабочка Pachliopta aristolochiae ©VisualHunt.com
Понаблюдав за черными бабочками вида Pachliopta aristolochiae, ученые заметили, что крылья данных насекомых поглощают около 50% всего солнечного света и эта находка могла бы пригодиться для создания солнечных батарей. С помощью крыльев черная бабочка способна регулировать поглощение солнечного света практически под любым углом, тем самым управляя своей терморегуляцией. Что касается солнечных батарей, то там многое зависит от угла падения света, из-за чего не всегда получается использовать батареи по максимуму.
Ученые предположили, что лучший способ повысить эффективность солнечных батарей — создать материал, имитирующий строение крыла черной бабочки.
Исследовав крылья бабочки, специалисты заметили, что верхняя и нижняя поверхности крыла отличаются, а также они имеют иерархическую структуру с особенностями рельефа как на микро-, так и на наномасштабах.
Микроструктура крыла бабочки (В, С) и изображение тонких лопастей (D)R. H. Siddique et al./ Science Advances, 2017
Трехмерное изображение показало, что главный секрет крыльев черной бабочки — это цилиндрическая структура, способная поглощать свет под любым углом. Система состоит из тонких вытянутых лопастей внутри крыла, которые направляют свет в нужную область. Поняв систему крыла бабочки, ученые занялись разработкой тонкой пленки, которая будет имитировать строение крыла. Получилось создать материал толщиной около 130 нанометров из аморфного кремния с добавками водорода. Пленка, как и крыло, имело систему лопастей или каналов, поглощающих около 90% света, падающего под прямым углом к поверхности, и более 50% для других углов падения, вплоть до 50 градусов. Разработчики остались довольны своим результатом, так как у них получилось увеличить эффективность солнечных батарей почти в два раза. Новинку ученые планируют внедрить в качестве светопоглотительных панелей в солнечных батареях.