p A fovea centralis, ou fóvea para abreviar, fica no meio da mácula lútea (ou mácula) da retina, onde o delgado, cones oculares em forma de funil são especialmente compactados uns com os outros. Vemos uma imagem com maior acuidade nesta pequena região porque cada cone ali está conectado a uma célula nervosa. p Este arranjo compacto de cones agora inspirou a equipe chefiada pelo Prof. Silke Christiansen a replicar algo semelhante no silício como uma superfície para células solares e investigar sua adequação para coletar e conduzir luz. Christiansen dirige o Instituto de Nanoarquitetura para Conversão de Energia no Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) e uma equipe de pesquisa no Instituto Max Planck para a Ciência da Luz (MPL).

p "Mostramos neste trabalho que os funis de luz absorvem consideravelmente mais luz do que outras arquiteturas ópticas testadas nos últimos tempos", disse Sebastian Schmitt, um dos dois primeiros autores da publicação que apareceu na conceituada revista Nature Relatórios Científicos .

p Pequena mudança - grande efeito!

p Os pesquisadores ficaram surpresos com o quão grande foi o efeito dessa arquitetura, Contudo. Era sabido por estudos anteriores que arranjos de cilindros verticais muito finos (um "tapete" de nanofios de silício) absorvem bem a luz. Mas mesmo pequenos desvios na forma dos cilindros até a forma de um funil aumentam a absorção. Em comparação com o tapete de nanofios que vem sendo investigado há algum tempo, os campos de funil têm um desempenho claramente melhor.

p No entanto, a fabricação dos funis de luz não requer nenhum esforço especial e é viável com processos convencionais de semicondutores, como corrosão iônica reativa ou corrosão química úmida, por exemplo. Comparado com um filme de silício da mesma espessura, uma camada de funis de luz aumenta a absorção da luz solar em cerca de 65%.

p "Nossa modelagem nos permitiu também fornecer uma explicação de por que as matrizes de funis de luz capturam luz consideravelmente melhor do que um tapete de nanofios (como mostrado em nossos cálculos nesta publicação). Os modos ópticos em nanofios interferem mutuamente. nanofios arranjados, portanto, absorvem a luz de forma menos eficiente do que um número idêntico de nanofios simples. O oposto ocorre com os funis de luz:funis de luz imediatamente vizinhos fortalecem mutuamente a absorção uns dos outros ", explica Schmitt

p Um olhar para o futuro

p "Seguindo este resultado inicial interessante, estamos avançando em várias direções ", diz Christiansen. Ela e sua equipe estão trabalhando mais para melhorar as células solares de película fina com base em silício e desejam construir os funis em designs de células robustas que podem ser economicamente realizadas em grandes superfícies. Eles poderão acessar a experiência no Centro de Competência Thin-Film- and Nanotechnology for Photovoltaics Berlin (PVcomB) do HZB, onde a divisão chefiada pelo Prof. Rutger Schlatmann se especializou na ampliação de padrões desenvolvidos no laboratório e pode implementar rápida e eficientemente estudos de viabilidade para células solares de grandes áreas. "Esperamos que você ouça nossa colaboração novamente em breve sobre uma célula solar em funil de 30 cm x 30 cm. Sebastian Schmitt também está trabalhando no uso de funis para outras aplicações fotônicas em LEDs e componentes de sensores, no entanto. Os primeiros estudos-piloto são tão promissores que estamos confiantes de que essas aplicações não terão que permanecer o material dos sonhos ", Ofertas de Christiansen.