(Phys.org) – Ett team av forskare vid Royal Melbourne Institute of Technology i Australien har tillkännagett utvecklingen av ett nanostrukturmaterial tillverkat av vad de kallar nanokoner – det är en typ av nanomaterial som kan läggas till för att öka effektiviteten hos solceller genom att öka deras ljusabsorberande förmåga. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg , teamet beskriver det nya materialet, hur det fungerar, och deras förhoppningar om dess användning i en mängd olika fotovoltaiska tillämpningar.

Det nya konstrukturerade materialets positiva egenskaper uppstår på grund av ett ultrahögt brytningsindex - varje kon är gjord av en typ av material som fungerar inuti som en isolator och utanför som en ledare - under ett mikroskop ser materialet ut som en massa kulor som reste sig upp på änden ovanpå en platt bas. Den, som andra topologiska isolatorer, utnyttjar svängningar som uppstår till följd av förändringar i koncentrationen av elektroner som uppstår när materialet träffas av fotoner. Varje kon har en metallskalbeläggning och en kärna som är baserad på ett dielektrikum - ett material tillverkat med dem skulle kunna ge överlägsna ljusabsorptionsegenskaper, vilket gör den idealisk för inte bara solceller, men ett brett utbud av fotovoltaiska applikationer, allt från optiska fibrer till vågledare och till och med linser. Forskarna föreslår att om ett sådant material skulle användas som en del av en traditionell tunnfilmssolcell, det kan öka ljusabsorptionen med upp till 15 procent i både det synliga och ultravioletta området.

I intervjuer med pressen, forskarna påpekade att deras är första gången som en sådan nanokonstruktur har skapats och kanske lika viktigt, noterade att skapa dem inte skulle kräva några nya tillverkningstekniker. Också, de föreslog att på grund av de bättre ljusabsorptionsegenskaperna hos det nya materialet, "både kortslutningsströmmen och fotoelektrisk omvandlingseffektivitet skulle kunna förbättras."

Forskarna noterar också att till skillnad från andra nanostrukturer är oscillationerna som genereras av nanokonerna polarisationsokänsliga, vilket innebär att de inte behöver vara riktade vinkelräta mot nanoslitsar, vilket gör dem mer användbara i ett bredare utbud av applikationer eftersom de kan integreras direkt i nuvarande hårdvara. De tillägger att de nästa planerar att flytta sina ansträngningar mot att fokusera på plasmonik som förekommer i andra typer av strukturer med olika typer av former.

© 2016 Phys.org