Dagens vanliga kiselsolceller är tunga och skrymmande, och tar mycket plats för att producera kraft. Nyare modeller, tillverkade av mjuka material som är flexibla och mångsidiga, är billigare att producera men också mycket mindre effektiva än sina dyrare motsvarigheter.

Susanna Thon, en Johns Hopkins biträdande professor i el- och datateknik, arbetar med att utveckla solceller som gifter sig med prisvärdhet och effektivitet. "Om du vill installera solfarmar i städer, det är där vi faktiskt behöver makt, du skulle älska att kunna använda dessa riktigt högeffektiva tekniker eftersom det skulle minska mängden område som du behöver för att generera en rimlig mängd ström. Men de är för dyra, "Säger Thon." Och du kan inte använda de billigaste materialen, för de fungerar bara inte så bra i stor skala. "

Några år sedan, Thon hade en idé att utveckla kostnadseffektiva, skalbara solkoncentratorer speciellt för dessa nyare modeller av solceller. Traditionella solkoncentratorer använder stora linser och speglar för att samla stora mängder ljus och fokusera dem på ett mindre område. Thon och hennes team tog det konceptet, bytte de tunga speglarna mot en lätt kiselhaltig plast, och krympt koncentratorerna till en snygg en-tums kvadrat. "Vi miniatyriserade hela designen, "säger hon. Med hjälp av en mikrokoncentrat, Thon säger, solceller kan absorbera mer ljus och öka effekten med upp till 20 gånger - eller mer beroende på den specifika applikationen.

Teamets 3D-tryckta formar för mikrokoncentratorlinser-galler av dessa små koncentratorer-tillverkade sedan linser av en flexibel silikonpolymer. Resultatet är ett tunt, transparent ark med knölar som liknar formen på en omvänd äggkartong som kan bindas ovanpå solceller.

Dessa kompakta koncentratorer kan enkelt och billigt skalas för att täcka ett större område, Thon säger, vilket gör dem lovande för kommersiellt bruk.

Thon och hennes team inlämnade patent på sin första design, och nu arbetar de med att förbättra tekniken för att bättre samla både direkt och indirekt solljus. "Det finns mycket ljus där ute från solen som sprids från molnen eller från byggnader, eller du kanske vill montera en solcell på sidan av en byggnad, där den inte alltid kommer att riktas direkt mot solen, " hon säger.