محققان انستیتوی فناوری کارلسروهه در آلمان با همکاری محققان انستیتوی فناوری کالیفرنیا با الهام از ساختار بال پروانه، نوع جدیدی از سلول‌های خورشیدی را طراحی کردند که کارآیی آن دو برابر سلول‌های موجود در بازار است.

به گزارش روز شنبه گروه اخبار علمی ایرنا از ساینس دیلی، پنل‌های خورشیدی معمولا از سلول‌های خورشیدی ضخیم ساخته می‌شوند و با زاویه‌ای نصب می‌شوند که بیشترین میزان نور را از خورشید دریافت کنند و در طول روز با تغییر راستای نور خورشید جابه‌جا می‌شوند. اما سلول‌های نازک جدید که تنها چند نانومتر ضخامت دارند با وجود سبکی، ارزانی و بسیاری از قابلیت‌های بالقوه دیگر، کارآیی کمتری دارند و به همین علت تنها در ساعت‌ها و ماشین‌حساب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اما محققان با الهام از ساختار بال پروانه رز توانستند سلول‌هایی را طراحی کنند که صرفنظر از زاویه نصب، مقدار زیادی از نور خورشید را دریافت می‌کند و فرآیند ساخت آن‌ها نیز بسیار ساده است. پروانه رز بومی جنوب شرق آسیا است. این پروانه خونسرد برای پرواز به انرژی دریافتی از خورشید متکی است و به همین علت ساختار بال‌های آن به‌گونه‌ای تکامل یافته است که کارآیی بالایی در دریافت انرژی دارد.

محققان با بررسی بال‌های این پروانه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی دریافتند ساختار آن متشکل از پولک‌هایی است که با زوایای مختلف درون سوراخ‌هایی به قطر کمتر از یک میلیونیم متر قرار گرفته‌اند و موجب پراکندگی پرتوهای نور و جذب بهتر گرما می‌شوند.

محققان با استفاده از مدل‌سازی کامپیوتری این ساختار دریافتند موقعیت و راستای این سوراخ‌ها در جذب نور اهمیت زیادی دارد و با استفاده از اطلاعات به دست آمده توانستند با استفاده از یک فرآیند ساده و سریع صفحات بسیار نازکی از جنس سیلیکون هیدروژنه بی‌نظم بسازند که ساختاری مشابه بال پروانه دارد.

محققان امیدوارند با توسعه این فناوری بتوانند در آینده‌ای نزدیک سلول‌هایی را تولید کنند که مدت زمان بیشتری نور خورشید را جذب کرده و با کارآیی بالاتر و ارزان‌تر انرژی خورشیدی را در اختیار قرار دهد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Science Advances منتشر شده است.