«Плащ-невидимка» поможет солнечным батареям лучше работать

Физики из нескольких институтов Германии создали «плащ-невидимку» для непрозрачных токоотводящих проводов на поверхности солнечных батарей, чтобы увеличить количество света, попадающее непосредственно на фотопреобразователи. По словам ученых, такой метод позволяет увеличить эффективность работы солнечного элемента на 11 процентов. Исследование опубликовано в Optica.

Вначале авторы при помощи преобразования координат показали математически, как должны измениться или оптические свойства материала, покрывающего провод, или его форма, чтобы свет огибал непрозрачный элемент и попадал на «активную» зону. Ученые предложили два решения: в первом случае предлагалось использовать оптически неоднородную структуру с ровной поверхностью, во втором — однородный материал со специфической формой поверхности.

Для демонстрации предложенного подхода ученые создали несколько полимерных образцов для маскировки непрозрачного проводка на поверхности небольшого солнечного элемента. Авторы освещали такую систему лазером и измеряли изменение интенсивности по сравнению с «неприкрытым» проводом в зависимости от координаты лазерного пучка и угла падения.

Оказалось, что при перпендикулярном падении света новая система полностью маскирует непрозрачный провод, поэтому солнечный элемент получает максимум интенсивности во всех точках. Для случае однородного материала с искривленной поверхностью такой же эффект наблюдался для разных углов падения.

Авторы отмечают, что один из предложенных методов (с оптически однородным материалом) оказывается очень дешев в производстве. Его внедрение в коммерческие солнечные элементы позволит увеличить их эффективность на 11 процентов, так как около одной десятой площади любой солнечной батарее как правило покрыто непрозрачными токоотводящими проводками.

Тарас Молотилин