(Phys.org) —Un team internazionale di scienziati, guidato da ricercatori delle Università di York e St Andrews, ha sviluppato un nuovo metodo per aumentare l'efficienza delle celle solari.

Il nuovo approccio consente di ottenere un intrappolamento della luce a banda larga altamente efficiente in film sottili, con più luce catturata nel film per massimizzare l'assorbimento e la generazione di elettricità.

La ricerca, che è riportato in Comunicazioni sulla natura , ha coinvolto anche scienziati della Sun Yat-sen University e della GuangDong Polytechnic Normal University, Cina, e IMEC (Centro Interuniversitario di Microelettronica), Lovanio, Belgio.

Il nuovo metodo si basa sulla ricerca in una classe di materiali noti come quasi-cristalli, che offrono vantaggi in termini di spettro di luce che sono in grado di catturare. Però, il problema con queste strutture è che le loro proprietà sono difficili da adattare ad applicazioni specifiche in quanto mancano degli strumenti di progettazione disponibili con strutture periodiche come i reticoli regolari.

Risolvere questo problema, i ricercatori hanno creato una nuova struttura chiamata struttura quasi casuale, che combina le ricche frequenze spaziali associate ai quasi-cristalli con l'alto livello di controllo offerto dalle strutture periodiche.

Autore corrispondente Emiliano Martins, dalla Scuola di Fisica e Astronomia, Università di St Andrews, ha dichiarato:"Il controllo della propagazione della luce è un aspetto cruciale nella fotonica. Qui, dimostriamo che con un'attenta progettazione dei loro spettri di Fourier, le nanostrutture quasi casuali possono ottenere tale controllo in modo molto efficiente."

Emiliano Martins ha sviluppato l'idea della struttura quasi casuale con il dottor Thomas F Krauss, un Anniversary Professor nel Dipartimento di Fisica dell'Università di York.

Il dottor Krauss ha dichiarato:"Applicare le nostre idee di progettazione nanofotonica a un'area così importante come le celle solari è essenziale per migliorare la competitività della generazione di energia rinnovabile".

I calcoli per la ricerca sulle cellule quasi casuali sono stati condotti da collaboratori in Cina.

L'autore corrispondente, il dott. Juntao Li, dal Laboratorio statale chiave di materiali e tecnologie optoelettroniche, Università di Sun Yat-sen, Cina, ha detto:"Oltre alle celle solari, il nostro design può essere utilizzato anche in molte aree di intrappolamento della luce, come i laser LED e DFB."

L'articolo è intitolato "Nanostrutture deterministiche quasi casuali per il controllo dei fotoni".