Come mezzo importante per migliorare il efficienza della conversione fotoelettrica , la tecnologia di cattura della luce svolge un ruolo fondamentale nei campi delle celle solari e della manipolazione ottica. Questa tecnologia riduce la riflessione, la diffusione e le perdite di trasmissione della luce, massimizza il percorso di propagazione della luce nel materiale e quindi migliora l'assorbimento e l'efficienza di utilizzo dell'energia luminosa.
1. Il principio di base della tecnologia di cattura della luce è ridurre la perdita di luce e aumentare la possibilità di assorbimento della luce nel materiale. Nelle celle solari, di solito si ottiene nei seguenti modi.
Trattamento della struttura superficiale: il trattamento della struttura sulla superficie della batteria, come l'incisione di micro-nanostrutture, può ridurre il riflesso della luce e consentire a più luce di entrare nella batteria.
Rivestimento antiriflesso: l'aggiunta di un rivestimento antiriflesso alla superficie della batteria riduce ulteriormente la riflettività della luce e aumenta la quantità di luce incidente.
Effetto di diffusione ed accoppiamento della luce: utilizzando effetti come il plasmone di superficie (SP), la luce viene convertita in onde luminose guidate attraverso la diffusione della luce, aumentando la lunghezza del percorso dei fotoni nel materiale, migliorando così il tasso di assorbimento della luce.
2. Campi di applicazione della tecnologia di cattura della luce
Celle solari: la tecnologia di cattura della luce è una delle tecnologie chiave per migliorare l’efficienza delle celle solari. Riducendo le perdite di riflessione e trasmissione della luce, le celle solari possono assorbire più energia luminosa e convertirla in energia elettrica. L'utilizzo dell'effetto plasma superficiale per costruire la nanostruttura di nanoparticelle metalliche o materiali dielettrici sulla superficie della batteria può migliorare significativamente l'assorbimento dei fotoni da parte della batteria e migliorare l'efficienza di conversione.
Manipolazione ottica: la tecnologia di cattura della luce è ampiamente utilizzata anche nel campo della manipolazione ottica, in particolare la tecnologia delle pinzette ottiche, che utilizza la forza della radiazione luminosa generata da un raggio laser altamente focalizzato per ottenere la cattura tridimensionale e la manipolazione di minuscole particelle. Questa tecnologia ha ampie prospettive di applicazione in biologia, medicina e altri campi, come lo studio del comportamento individuale delle macromolecole biologiche e delle cellule viventi.
3. Tendenza allo sviluppo della tecnologia di cattura della luce
Con il continuo progresso della scienza e della tecnologia, anche la tecnologia di cattura della luce è in costante sviluppo e miglioramento. In futuro, la tecnologia di cattura della luce presterà maggiore attenzione allo sviluppo dei seguenti aspetti.
Innovazione dei materiali: sviluppare nuovi materiali per l'assorbimento della luce, come materiali bidimensionali come il grafene, e utilizzare le loro proprietà fisiche e chimiche uniche per migliorare l'efficienza di assorbimento della luce e l'efficienza di conversione fotoelettrica.
Ottimizzazione strutturale: ottimizzando la struttura superficiale della batteria, i materiali di rivestimento e la struttura di diffusione della luce, l'efficienza di cattura della luce può essere ulteriormente migliorata e i costi di produzione possono essere ridotti.
Applicazione integrata: combina la tecnologia di acquisizione della luce con altre tecnologie optoelettroniche, come la tecnologia di produzione di celle solari, la tecnologia dei fotorilevatori, ecc., per formare un sistema optoelettronico integrato per migliorare le prestazioni e la stabilità complessive.
