(Phys.org) —Une équipe internationale de scientifiques, dirigé par des chercheurs des universités de York et de St Andrews, a développé une nouvelle méthode pour augmenter l'efficacité des cellules solaires.

La nouvelle approche permet d'obtenir un piégeage de la lumière à large bande très efficace dans des films minces, avec plus de lumière capturée dans le film afin de maximiser l'absorption et la production d'électricité.

La recherche, qui est rapporté dans Communication Nature , ont également impliqué des scientifiques de l'Université Sun Yat-sen et de l'Université normale polytechnique du GuangDong, Chine, et IMEC (Centre Interuniversitaire de MicroElectronique), Louvain, La Belgique.

La nouvelle méthode s'appuie sur la recherche d'une classe de matériaux appelés quasi-cristaux, qui offrent des avantages en termes de spectre de lumière qu'ils sont capables de capter. Cependant, le problème avec ces structures est que leurs propriétés sont difficiles à adapter à des applications spécifiques car elles ne disposent pas des outils de conception disponibles avec des structures périodiques telles que des réseaux réguliers.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont créé une nouvelle structure appelée structure quasi-aléatoire, qui combine les riches fréquences spatiales associées aux quasi-cristaux avec le haut niveau de contrôle offert par les structures périodiques.

Auteur correspondant Emiliano Martins, de l'École de physique et d'astronomie, Université de St Andrews, a déclaré :« Le contrôle de la propagation de la lumière est un aspect crucial en photonique. Ici, nous démontrons que par une conception soignée de leurs spectres de Fourier, les nanostructures quasi-aléatoires peuvent réaliser un tel contrôle très efficacement. »

Emiliano Martins a développé l'idée de la structure quasi-aléatoire avec le Dr Thomas F Krauss, professeur d'anniversaire au département de physique de l'Université de York.

Le Dr Krauss a déclaré :"L'application de nos idées de conception nanophotonique à un domaine aussi important que les cellules solaires est essentielle pour améliorer la compétitivité de la production d'énergie renouvelable."

Les calculs pour la recherche sur les cellules quasi-aléatoires ont été effectués par des collaborateurs en Chine.

Auteur correspondant Dr Juntao Li, du State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technology, Université de Sun Yat-sen, Chine, a déclaré : « En dehors des cellules solaires, notre conception peut également être utilisée dans de nombreuses zones de piégeage de la lumière, comme les lasers LED et DFB."

L'article est intitulé "Nanostructures quasi-aléatoires déterministes pour le contrôle des photons".