تولید پیل خورشیدی با الهام از نوعی حشره

به گزارش ایران اکونومیست  به نقل از ستاد فناوری نانو، آنها برای این کار از نانوساختارها روی بال یک نوع حشره استفاده کردند که قادر است نورهای تابیده شده از جهت‌های مختلف را به دام اندازد.

امران زادا و همکارانش از دانشگاه جاو تونگ شانگهای هنگام  بررسی بال نوعی حشره موسوم به Cicada، نانوبرجستگی‌هایی مشاهده کردند که دارای خواص ضدانعکاس است.

این گروه در نهایت با استفاده دی‌اکسید تیتانیوم این ساختارها را شبیه‌سازی کردند. ماده ایجاد شده می‌تواند برای تولید پیل خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد.

دانشمندان معمولاً برای دستکاری نور از طبیعت الهام می‌گیرند؛ برای مثال، سال گذشته یک گروه تحقیقاتی در عربستان سعودی موفق به ساخت پوشش کاملاً سیاهی شدند که در ساخت آن از بال نوعی سوسک تقلید شده بود.

بال Cicadas به دلیل خواص ضدانعکاس خود بسیار مورد توجه است. دلیل این خواص، وجود نانوبرجستگی‌هایی با ارتفاع ۲۰۰ نانومتر در سطح این ساختار است. از سوی دیگر این نانوبرجستگی‌ها دارای خواص ضدباکتری بوده که دلیل این خاصیت هم آسیب ‌دیدن باکتری درصورت برخورد با آن است. این ویژگی‌ها موجب شده سطح بال این حشره همیشه تمیز باشد.

معمولاً اگر یک سطح کاملاً صاف باشد، فوتون‌ها ۵۰ درصد شانس انعکاس دارند. وجود این نانوبرجستگی‌ها موجب انعکاس نیافتن نور  و تغییر ضریب شکست سطح می‌شود.

ضریب شکست، عامل تعیین کننده در بازتابش نور است. ضریب شکست سطح بال این حشره به‌صورت تدریجی در سطح بال تغییر می‌کند که این موضوع موجب بروز خواص ضدانعکاس می‌شود.

برای سهولت فرآیند تولید، محققان از بال این حشره به‌عنوان الگو برای ساخت این برجستگی‌ها استفاده کردند. نتایج نشان داد که  محصول به دست آمده تنها ۱.۴ تا ۱.۷ درصد نور را منعکس می‌کند در حالی که در دی‌اکسیدتیتانیوم معمولی این انعکاس ۵۰ تا ۸۰ درصد است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Applied Physics Letter به چاپ رسیده است.