Диски Blu-Ray улучшают работу фотоэлементов

Исследования, проведенные в Северо-Западном университете совместно специалистами из разных областей, показали, что диски Blu-Ray позволяют увеличить производительность солнечных фотоэлементов. Портал Eurekalert! пишет, что результаты работы опубликованы 25 ноября в журнале Nature Communications.

Известно, что текстура на поверхности фотоэлемента уменьшает потери энергии на рассеивание солнечного света. В процессе записи на диск Blu-Ray наносится своеобразный рисунок из дорожек. Ученые предположили, что за счет этого диски Blu-Ray могут пригодиться и для уловления солнечного света.  

Скопировав последовательность дорожек с диска на полимерный фото-элемент, они обнаружили, что КПД этого элемента вырос по сравнению с контрольным, на котором была нанесена произвольная текстура.

В работе использовались диски с разными записями, начиная с «Полицейской истории» с Джеки Чаном и заканчивая мультфильмами и черно-белыми картинами. Результат был одинаковым. «Мы установили, что произвольно нанесенные дорожки или текстура лучше, чем их отсутствие, но дорожки диска Blu-Ray лучше всего, — говорит профессор материаловедения Джаксинг Хуанг (Jiaxing Huang). — Мне стало интересно, почему так происходит. Ведь если ты не понимаешь почему, это не наука».

Ответ на этот вопрос подсказала профессору его жена Шаоронг Лиу (Shaorong Liu), инженер баз данных в IBM, предположив, что дело здесь может быть в способе сжатия данных. Поэтому Хуанг и его коллеги обратились к эксперту по теории передачи информации Донгнингу Гуо (Dongning Guo) с факультета технических и прикладных наук им. Мак’Кормика (McCormick School of Engineering and Applied Science).

Изучение алгоритма обработки данных в стандарте Blu-Ray выявило, что алгоритм этот служит двум основным целям. Первая — достигнуть максимальной, насколько это возможно, степени сжатия путем преобразования видеосигнала в квазипроизвольную последовательность нулей и единиц. И вторая, повысить устойчивость к ошибкам за счет управляемой избыточности в потоке данных, что сокращает количество следующих друг за другом нулей и единиц.

Эти две цели послужили появлению на поверхности диска псевдослучайному расположению дорожек с расстоянием между ними 150 и 525 нанометров. Это оказалось отличным вариантом для создания светоудерживающей ячейки для всего солнечного спектра. В итоге, измерения показали, что фотоэлементы с текстурой ка на дисках Blu-Ray поглощают излучение на 21,8% эффективнее.

Как полагают ученые,  результат этой работы можно будет применить для улучшения качества различных типов фотоэлементов.

Фото превью Wikimedia Commons