Forskere sier at gjennombruddet kan føre til produksjon av tynnere, lettere og mer fleksible solcellepaneler som kan brukes til å drive flere hjem og brukes i et bredere spekter av produkter.
Studien --ledet av forskere fra University of York og utført i samarbeid med NOVA University of Lisboa (CENIMAT-i3N) - undersøkte hvordan forskjellige overflatedesigner påvirket absorpsjonen av sollys i solceller, som danner solcellepaneler.
Forskere fant at sjakkbrettdesignet forbedret diffraksjonen, noe som økte sannsynligheten for at lys absorberes som deretter brukes til å lage elektrisitet.
Sektoren for fornybar energi leter stadig etter nye måter å øke lysabsorpsjonen av solceller i lettvektsmaterialer som kan brukes i produkter fra takstein til båtseil og campingutstyr.
Silisium av solenergi - brukt til å lage solceller - er veldig energikrevende å produsere, så å lage slankere celler og endre overflatedesignet vil gjøre dem billigere og mer miljøvennlige.
Dr Christian Schuster fra Institutt for fysikk sa: "Vi fant et enkelt triks for å øke absorpsjonen av slanke solceller. Våre undersøkelser viser at ideen vår faktisk konkurrerer med absorpsjonsforbedringen til mer sofistikerte design - samtidig som den absorberer mer lys dypt i plan og mindre lys nær selve overflatestrukturen.
"Vår designregel oppfyller alle relevante aspekter av lysfangst for solceller, og baner vei for enkle, praktiske og likevel enestående diffraktive strukturer, med en potensiell innvirkning utover fotoniske applikasjoner.
"Denne designen gir potensial til å integrere solceller ytterligere i tynnere, fleksible materialer og derfor skape flere muligheter til å bruke solenergi i flere produkter."
Studien antyder at designprinsippet kan påvirke ikke bare i solcelle- eller LED-sektoren, men også i applikasjoner som akustiske støyskjermer, vindfangspaneler, anti-skli overflater, biosensing-applikasjoner og atomkjøling.
Dr Schuster la til:«I prinsippet ville vi utplassert ti ganger mer solenergi med samme mengde absorberende materiale: ti ganger tynnere solceller kan muliggjøre en rask utvidelse av solceller, øke solenergiproduksjonen og redusere karbonavtrykket vårt kraftig.
"Faktisk, siden raffinering av silisiumråmaterialet er en så energikrevende prosess, vil ti ganger tynnere silisiumceller ikke bare redusere behovet for raffinerier, men også koste mindre, og dermed styrke vår overgang til en grønnere økonomi."
Data fra Department for Business, Energy & Industrial Strategy viser at fornybar energi – inkludert solenergi – utgjorde 47 % av Storbritannias elektrisitetsproduksjon i de tre første månedene av 2020.
Innleggstid: 12-apr-2023