Современные кремниевые солнечные панели всё ещё теряют до половины падающего солнечного света из-за отражения от их поверхности. Традиционные антибликовые покрытия частично решают эту проблему, но действуют лишь в ограниченном диапазоне длин волн и под определёнными углами падения света. Однако теперь исследователи сделали значительный шаг вперёд, разработав новое ультратонкое наноструктурное покрытие, способное эффективно уменьшать отражение в широком спектре условий.
Ключ к улучшению — использование метаповерхности: одного слоя поликристаллических кремниевых наноструктур. Эта поверхность была разработана с применением методов как прямого, так и обратного проектирования, усиленных искусственным интеллектом.
Результат впечатляющий: покрытие демонстрирует минимальное отражение в широком диапазоне длин волн — от 500 до 1200 нм (от видимого до ближнего ИК-диапазона). Оно сохраняет эффективность даже при крутых углах падения света, что особенно важно для панелей, работающих в нестабильных условиях освещённости.
- Отражение при нормальном падении: всего 2%
- При наклонном падении: около 4,4%
Новое покрытие отличается высокой эффективностью при низкой материальной и производственной сложности, что делает его пригодным для масштабного применения. По мнению авторов исследования, опубликованного в Advanced Photonics Nexus, внедрение таких метаповерхностей может значительно повысить эффективность коммерческих солнечных батарей и тем самым ускорить переход к чистой энергетике.
Потенциал новаторского подхода выходит за рамки фотовольтаики. Та же технология может применяться при проектировании оптических покрытий нового поколения для:
- фотонных сенсоров,
- лазерных устройств,
- телекоммуникационных систем,
- медицинских приборов.
Кроме того, использование ИИ в проектировании метаповерхностей открывает путь к созданию многофункциональных интеллектуальных оптических компонентов будущего.
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/