(Phys.org) – Ett internationellt team av forskare, ledd av forskare från universiteten i York och St Andrews, har utvecklat en ny metod för att öka effektiviteten i solceller.

Den nya metoden uppnår högeffektiv bredbandsljusfångning i tunna filmer, med mer ljus som fångas i filmen för att maximera absorption och elproduktion.

Forskningen, som redovisas i Naturkommunikation , involverade också forskare från Sun Yat-sen University och GuangDong Polytechnic Normal University, Kina, och IMEC (Interuniversity MicroElectronics Center), Leuven, Belgien.

Den nya metoden bygger på forskning om en klass av material som kallas kvasikristaller, som erbjuder fördelar när det gäller det ljusspektrum de kan fånga. Dock, Problemet med dessa strukturer är att deras egenskaper är svåra att skräddarsy för specifika applikationer eftersom de saknar designverktyg som finns tillgängliga med periodiska strukturer som vanliga galler.

För att lösa det här problemet, forskarna skapade en ny struktur som kallas en kvasi-slumpmässig struktur, som kombinerar de rika spatiala frekvenserna förknippade med kvasikristaller med den höga kontrollnivån som periodiska strukturer ger.

Motsvarande författare Emiliano Martins, från Institutionen för fysik och astronomi, University of St Andrews, sa:"Kontrollen av att fortplanta ljus är en avgörande aspekt inom fotonik. Här, vi visar att genom en noggrann design av deras Fourier-spektra, kvasi-slumpmässiga nanostrukturer kan uppnå sådan kontroll mycket effektivt."

Emiliano Martins utvecklade idén om den kvasi-slumpmässiga strukturen med Dr Thomas F Krauss, en jubileumsprofessor vid institutionen för fysik vid University of York.

Dr Krauss sa:"Att tillämpa våra nanofotonikdesignidéer på ett så viktigt område som solceller är avgörande för att förbättra konkurrenskraften för förnybar energiproduktion."

Beräkningar för forskningen om kvasi-slumpmässiga celler utfördes av kollaboratörer i Kina.

Motsvarande författare Dr Juntao Li, från State Key Laboratory of Optolectronic Materials and Technology, Sun Yat-sen University, Kina, sa:"Förutom solceller, vår design kan också användas i många ljusinfångningsområden, som LED- och DFB-lasrar."

Artikeln har rubriken "Deterministiska kvasi-slumpmässiga nanostrukturer för fotonkontroll."