Imitando la trama trovata sulle superfici altamente antiriflesso degli occhi composti delle falene, utilizziamo l'autoassemblaggio di copolimeri a blocchi per produrre progetti nanostrutturati precisi e sintonizzabili nell'intervallo di ~ 20 nm attraverso celle solari al silicio macroscopiche. Questa testurizzazione su nanoscala conferisce proprietà antiriflesso a banda larga e migliora significativamente le prestazioni rispetto ai tipici rivestimenti antiriflesso. La corretta progettazione di un rivestimento antiriflesso implica la gestione della mancata corrispondenza dell'indice di rifrazione in corrispondenza di un'interfaccia ottica improvvisa. L'approccio più diretto introduce un singolo strato di un indice ottico intermedio sopra una superficie per creare un sistema che genera interferenze distruttive nella luce riflessa. Questo di solito fornisce una completa antiriflesso a una sola lunghezza d'onda. Copertura a banda larga sempre più ampia, per l'applicazione in rivestimenti trasparenti per finestre, mimetica militare, o celle solari, è possibile utilizzando schemi a film sottile multistrato. Un'alternativa alle strategie di rivestimento a film sottile, modelli su scala nanometrica applicati alla superficie di un materiale, può creare un mezzo efficace tra il substrato e l'aria. Tali strutture forniscono antiriflesso a banda larga su un'ampia gamma di angoli di luce incidente quando su scala nanometrica, le trame sub-lunghezza d'onda sono sufficientemente alte e ravvicinate. In questo lavoro, miglioriamo le proprietà antiriflesso a banda larga di una struttura nanofabbricata dell'occhio di falena attraverso il controllo simultaneo della geometria e delle proprietà ottiche, utilizzando l'autoassemblaggio di copolimeri a blocchi per progettare nanostrutture sufficientemente piccole da sfruttare uno strato superficiale di materiale vantaggioso che è spesso solo pochi nanometri.

Gli approcci basati sull'autoassemblaggio per produrre texture riducono i riflessi dalle superfici delle celle solari in silicio a meno dell'1% sull'intero spettro visibile e vicino all'infrarosso e su un'ampia gamma di angoli di luce incidente. Inoltre, gli approcci basati sui copolimeri a blocchi alla progettazione dei materiali sono scalabili per la produzione di dispositivi fotovoltaici di grandi dimensioni, con potenziale di implementazione in silicio, nitruro di silicio, e vetro, tra gli altri.

Funzionalità CFN:le strutture di sintesi dei materiali CFN sono state utilizzate per l'autoassemblaggio di copolimeri a blocchi e la deposizione di strati atomici. La struttura di nanofabbricazione ha fornito l'incisione con ioni reattivi. La microscopia elettronica a scansione è stata eseguita nell'impianto di microscopia elettronica.