(Phys.org) —Des rangées de poteaux en aluminium aident les panneaux solaires à extraire plus d'énergie de la lumière du soleil que ceux à surface plane.

La plupart des cellules solaires utilisées dans les maisons et l'industrie sont fabriquées à l'aide de couches épaisses de matériau pour absorber la lumière du soleil, mais ont été limités dans le passé par des coûts relativement élevés. Beaucoup de nouveautés, Les conceptions à moindre coût sont limitées car leur couche de matériau absorbant la lumière est trop mince pour extraire suffisamment d'énergie.

Dans de nouvelles recherches, les scientifiques ont démontré que l'efficacité de toutes les conceptions de panneaux solaires pouvait être améliorée jusqu'à 22% en recouvrant leur surface de plots en aluminium qui plient et piègent la lumière à l'intérieur de la couche absorbante.

Au niveau microscopique, les goujons font ressembler les panneaux solaires aux briques de construction LEGO imbriquées avec lesquelles les enfants du monde entier jouent.

L'étude est publiée dans la revue Rapports scientifiques par des scientifiques de l'Imperial College de Londres et des collaborateurs internationaux en Belgique, Chine et Japon.

"Ces dernières années, l'efficacité et le coût des panneaux solaires commerciaux se sont améliorés mais ils restent chers par rapport aux combustibles fossiles. Comme le matériau absorbant à lui seul peut représenter la moitié du coût d'un panneau solaire, notre objectif a été de réduire au minimum la quantité qui est nécessaire, " a déclaré l'auteur principal, le Dr Nicholas Hylton du département de physique de l'Imperial College de Londres.

« Le succès de notre technologie, en combinaison avec des revêtements antireflet modernes, nous amènera un long chemin vers des cellules solaires ultra-efficaces et minces qui pourraient être disponibles à un prix compétitif. »

Le Dr Hylton et ses collègues ont attaché des rangées de cylindres en aluminium d'à peine 100 nanomètres au sommet du panneau solaire, où ils interagissent avec la lumière qui passe, provoquant un changement de cap des rayons lumineux individuels. Plus d'énergie est extraite de la lumière car les rayons sont effectivement piégés à l'intérieur du panneau solaire et voyagent sur de plus longues distances à travers sa couche absorbante.

Dans le passé, les scientifiques ont essayé d'obtenir l'effet de courbure de la lumière en utilisant des clous en argent et en or, car ces matériaux sont connus pour interagir fortement avec la lumière, Cependant, ces métaux précieux réduisent en fait l'efficacité car ils absorbent une partie de la lumière avant qu'elle n'entre dans le panneau solaire.

"La clé pour comprendre ces nouveaux résultats réside dans la manière dont les structures internes de ces métaux interagissent avec la lumière. L'or et l'argent ont tous deux un effet puissant sur le passage des rayons lumineux, qui peut pénétrer dans les minuscules plots et être absorbé, alors que l'aluminium a une interaction différente et se plie et disperse simplement la lumière lorsqu'elle passe devant eux dans les cellules solaires."

Un avantage supplémentaire de cette solution est que l'aluminium est moins cher et beaucoup plus abondant que l'argent et l'or.

Le succès futur de cette technologie ouvre la possibilité de fabriquer des panneaux solaires flexibles qui pourraient être appliqués sur n'importe quelle surface plane ou courbe, qui pourrait être utilisé pour tout alimenter, des appareils électroménagers aux appareils électroniques portables comme les ordinateurs portables.