Более яркие светодиоды и эффективные солнечные элементы могут быть разработаны в скором будущем при помощи нового материала с самым маленьким коэффициентом преломления. Ученые обнаружили, что при добавлении слоя наностержней из диоксида кремния, расположенных под углом к поверхности, существенно сокращается коэффициент преломления материала.
Значение коэффициента преломления существенно влияет на отражательную способность поверхности. Чем больше разница между коэффициентом преломления двух материалов, тем больше отражательная способность материала. Вакуум, который не влияет на прохождение света, имеет коэффициент преломления 1, в то время как этот показатель для воды составляет 1,33 и около 1,5 – для стекла. Для активного материала в солнечных элементах - кремния - значение этого показателя составляет 3,5. Поэтому без особой обработки этот материал отражает около 30% света, который попадает на него, что существенно влияет на производительность солнечных элементов.
Ученые из США установили, что слой из наностержней нанесенный на поверхность под углом 45 градусов образует слой с коэффициентом преломления очень близким к коэффициенту преломления воздуха. Нанося несколько слоев наностержней, каждый с немного большим коэффициентом преломления, исследователи добились дальнейшего сокращения коэффициента преломления. Это позволило исключить резкие изменения в коэффициентах преломления между воздухом и покрытием материала – листом нитрида алюминия.
В наностержнях много пор. Это позволяет сократить коэффициент преломления материалов до значений, которые лишь на 5% превышают аналогичные для воздуха.
Кроме повышения производительности кремниевых солнечных элементов, новое покрытие может сократить потери при отражении в таких устройствах как светодиоды. Новые материалы также смогут улучшить потребительские качества фотообъективов и зеркал с выборочным отражением отдельных длин волн.
