Ca un mijloc important de a îmbunătăți eficienta conversiei fotoelectrice , tehnologia de captare a luminii joacă un rol vital în domeniile celulelor solare și manipulării optice. Această tehnologie reduce pierderile de reflexie, împrăștiere și transmisie a luminii, maximizează calea de propagare a luminii în material și îmbunătățește astfel eficiența de absorbție și utilizare a energiei luminoase.
1. Principiul de bază al tehnologiei de captare a luminii este reducerea pierderii de lumină și creșterea oportunității de absorbție a luminii în material. În celulele solare, se realizează de obicei în următoarele moduri.
Tratamentul texturii suprafeței: Tratamentul texturii pe suprafața bateriei, cum ar fi gravarea structurilor micro-nano, poate reduce reflexia luminii și permite mai multă lumină să intre în baterie.
Acoperire anti-reflex: Adăugarea unui strat anti-reflex pe suprafața bateriei reduce și mai mult reflectivitatea luminii și crește cantitatea de lumină incidentă.
Difuzarea luminii și efectul de cuplare: Folosind efecte precum plasmonul de suprafață (SP), lumina este convertită în unde de lumină ghidată prin împrăștierea luminii, crescând lungimea traseului fotonilor din material, îmbunătățind astfel rata de absorbție a luminii.
2. Domenii de aplicare ale tehnologiei de captare a luminii
Celule solare: Tehnologia de captare a luminii este una dintre tehnologiile cheie pentru îmbunătățirea eficienței celulelor solare. Prin reducerea pierderilor de reflexie și transmisie ale luminii, celulele solare pot absorbi mai multă energie luminoasă și o pot transforma în energie electrică. Utilizarea efectului de plasmă de suprafață pentru a construi nanostructura nanoparticulelor metalice sau a materialelor dielectrice de pe suprafața bateriei poate îmbunătăți în mod semnificativ absorbția de fotoni a bateriei și poate îmbunătăți eficiența conversiei.
Manipulare optică: Tehnologia de captare a luminii este, de asemenea, utilizată pe scară largă în domeniul manipulării optice, în special tehnologia pensetei optice, care utilizează forța de radiație luminoasă generată de un fascicul laser foarte focalizat pentru a realiza captarea și manipularea tridimensională a particulelor mici. Această tehnologie are perspective largi de aplicare în biologie, medicină și în alte domenii, cum ar fi studierea comportamentului individual al macromoleculelor biologice și al celulelor vii.
3. Tendința de dezvoltare a tehnologiei de captare a luminii
Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, tehnologia de captare a luminii se dezvoltă și se îmbunătățește constant. În viitor, tehnologia de captare a luminii va acorda mai multă atenție dezvoltării următoarelor aspecte.
Inovație materială: Dezvoltați noi materiale de absorbție a luminii, cum ar fi materiale bidimensionale, cum ar fi grafenul, și utilizați proprietățile fizice și chimice unice ale acestora pentru a îmbunătăți eficiența absorbției luminii și eficiența conversiei fotoelectrice.
Optimizare structurală: prin optimizarea structurii suprafeței bateriei, a materialelor de acoperire și a structurii de împrăștiere a luminii, eficiența captării luminii poate fi îmbunătățită și mai mult, iar costul de producție poate fi redus.
Aplicație integrată: combinați tehnologia de captare a luminii cu alte tehnologii optoelectronice, cum ar fi tehnologia de fabricare a celulelor solare, tehnologia fotodetectorului etc., pentru a forma un sistem optoelectronic integrat pentru a îmbunătăți performanța și stabilitatea generală.
