КПД солнечных батарей увеличен с помощью крыльев бабочки

Природа в очередной раз вдохновила ученых – крылья бабочек послужили толчком к новому открытию. Исследователи использовали способность бабочек разогревать собственные крылья перед совершением полета и внутреннюю структуру крыльев. Благодаря этому повысился уровень максимального КПД солнечных батарей, а вес конструкций уменьшился в 17 раз. 

По словам ученых, обычный вредитель – бабочка капустница-белянка – обладает уникальными способностями собирать солнечную энергию, используя ее для собственных нужд. В этом бабочке помогает оригинальное строение крыльев. Белянки начинают летать задолго до того, как встанет солнце и могут производить полеты даже в пасмурную погоду, когда солнечные лучи недоступны. Другие виды бабочек не могут этого делать, так как всем представителям отряда чешуекрылых необходимо прогревать двигательные мускулы перед полетом. В этом им помогает солнечная энергия. Подобное наблюдение подсказало, что крылья белянок лучше поглощают солнечные лучи.

Взяв за образец расположение чешуек на крыльях белянок, ученые создали уникальное покрытие для солнечных батарей. С его помощью доля поглощаемого солнечного света значительно увеличилась, при этом сократилась толщина фотоэлементов. Инновационная батарея смогла поглотить на 50% больше света, чем стандартные аналоги. Уменьшение толщины в 17 раз не повлияло на производительность.

Первую батарею, которая смогла вырабатывать электричество под воздействием солнечных лучей, представил в 1839 году ученый Антуан-Сезар Беккерель. Правда, КПД первой батареи составил всего 1%. Больше, чем через 100 лет ученые Гордон Пирсон, Дэррил Чапин и Кэл Фуллер смогли увеличить КПД до 4% при помощи кремниевого солнечного элемента. На сегодняшний день мировой рекорд КПД солнечной батареи – 46% - установлен солнечной батареей, которую создали специалисты Института солнечных энергосистем Фраунгофера во Фрайбурге совместно с французскими учеными.