Австралийские ученые из Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT) объявили о разработке инновационного материала, способного увеличить эффективность солнечных батарей за счет лучшего поглощения света.

В основе микроструктуры материала лежат так называемые наноконусы — параллельно выстроенные на кремниевой подложке трехмерные микроскопические объекты. Если взглянуть на материал через микроскоп, то конусы будут напоминать стоящие на плоской поверхности пули, направленные острием вверх.

Наноконусы изготовлены из топологического изолятора — материала особого типа, проявляющего необычные квантовые свойства. Существование топологических изоляторов было теоретически предсказано еще в ХХ веке, однако реально их открыли лишь в последнее десятилетие.

Топологический изолятор в основной своей массе является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток. Но в очень тонком поверхностном слое он способен проводить электричество за счет согласованных гармонических колебаний электронов.

Свойства топологического изолятора не зависят от внешних условий. Даже перепады температуры или наличие примесей не влияют на проводимость в поверхностном слое: она всегда остается стабильной.

Подобные электрические свойства материала, из которого изготовлены наноконусы, позволяют им поглощать до 15% попадающего на них света в видимой и ультрафиолетовой части спектра и способствовать более эффективному преобразованию его в электричество.

По словам ученых, изготовление светопоглощающего материала на основе наноконусов не требует значительных технологических инноваций и может осуществляться в промышленном масштабе уже сегодня. При этом область применения такого материала может лежать далеко за границами изготовления солнечных батарей — он может быть полезен при создании оптического волокна и даже оптических линз.