(Phys.org) —Rader av aluminiumreglar hjälper solpaneler att extrahera mer energi från solljus än de med plana ytor.

De flesta solceller som används i hem och industri tillverkas med tjocka materialskikt för att absorbera solljus, men har begränsats tidigare av relativt höga kostnader. Många nya, billigare konstruktioner är begränsade eftersom deras lager av ljusabsorberande material är för tunt för att extrahera tillräckligt med energi.

I ny forskning, forskare har visat att effektiviteten hos alla solpanelsdesigner kan förbättras med upp till 22 procent genom att täcka deras yta med aluminiumbultar som böjer och fäller ljus inuti det absorberande skiktet.

På mikroskopisk nivå, dubbarna får solpanelerna att likna de sammankopplade LEGO byggklossarna som lekas av barn över hela världen.

Studien publiceras i tidskriften Vetenskapliga rapporter av forskare från Imperial College London och internationella samarbetspartners i Belgien, Kina och Japan.

"Under de senaste åren har både effektiviteten och kostnaden för kommersiella solpaneler förbättrats men de förblir dyra jämfört med fossila bränslen. Eftersom det absorberande materialet ensamt kan utgöra hälften av kostnaden för en solpanel har vårt mål varit att minska till ett minimum av mängden som behövs, "sa huvudförfattaren Dr Nicholas Hylton från Department of Physics vid Imperial College London.

"Framgången för vår teknik, i kombination med moderna antireflexbeläggningar, kommer att ta oss långt på vägen mot mycket effektiva och tunna solceller som kan vara tillgängliga till ett konkurrenskraftigt pris. "

Dr Hylton och hans kollegor fästade rader med aluminiumcylindrar bara 100 nanometer tvärs överst på solpanelen, där de interagerar med passande ljus, vilket gör att enskilda ljusstrålar ändrar kurs. Mer energi utvinns från ljuset när strålarna effektivt fastnar inne i solpanelen och färdas längre sträckor genom dess absorberande lager.

Tidigare har forskare försökt uppnå ljusböjningseffekten med hjälp av silver- och guldknoppar eftersom dessa material är kända för att starkt interagera med ljus, men dessa ädelmetaller minskar faktiskt effektiviteten eftersom de absorberar en del av ljuset innan det kommer in i solpanelen.

"Nyckeln till att förstå dessa nya resultat är hur de interna strukturerna i dessa metaller interagerar med ljus. Guld och silver har båda en stark effekt på att passera ljusstrålar, som kan tränga in i de små dubbarna och absorberas, medan aluminium har en annan interaktion och bara böjer och sprider ljus när det färdas förbi dem in i solcellerna. "

En ytterligare fördel med denna lösning är att aluminium är billigare och mycket rikare än silver och guld.

Den framtida framgången med denna teknik öppnar möjligheten att göra flexibla solpaneler som kan appliceras på alla plana eller krökta ytor, som kan användas för att driva allt från hushållsapparater till bärbar elektronik som bärbara datorer.