La recherche relie la structure poreuse du silicium et sa capacité à « piéger » la lumière incidente

Le monde est au bord d’une catastrophe écologique majeure et le besoin de sources d’énergie renouvelables n’a jamais été aussi urgent. Sans surprise, la source la plus importante d’énergie renouvelable inexploitée est peut-être le soleil. Il n’est pas étonnant qu’une grande partie de la recherche sur les énergies renouvelables se concentre sur l’énergie solaire.

Un nouvel article publié dans Le Journal Physique Européen D examine les changements dans la structure poreuse du silicium pour le rendre moins réfléchissant et donc un meilleur matériau pour la technologie d’absorption solaire. L’article est rédigé par Daohan Ge, Zhou Hu, Zhiwei Fang, Chao Ni et Liqiang Zhang de l’Institute of Intelligent Flexible Mechatronics, Jiangsu University, Chine, et Shining Zhu du National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University, Chine.

Dans l’article, les auteurs soulignent que le silicium poreux peut être utilisé comme un bon matériau de couche de piégeage de la lumière, ce qui peut réduire efficacement la réflectivité optique et améliorer l’efficacité d’application optique de ses dispositifs en se concentrant sur la méthode de gravure électrochimique pour préparer le silicium poreux car de son efficacité et de son caractère peu coûteux.

Actuellement, la réflectivité du silicium poreux préparé à l’aide de méthodes électrochimiques est d’environ 5 à 10 %, la réflectivité la plus faible étant de 4,7 % pour la lumière dans la gamme de longueurs d’onde de 300 à 1000 nanomètres.

D’autres recherches se sont penchées sur les qualités de piégeage de la lumière de ce silicium, mais là où cette étude diffère, c’est dans le fait que l’équipe lie cette qualité à la structure poreuse du silicium.

Ainsi, l’équipe a utilisé la méthode des différences dans le domaine temporel fini (FDTD) pour calculer et comparer la réflectivité de surface des structures de silicium poreux avec différentes tailles de pores.

Ce que les chercheurs disent avoir découvert, c’est que la structure de silicium poreux, lorsqu’elle est préparée selon les paramètres de corrosion optimaux, peut atteindre une réflectivité moyenne aussi faible que 2,3 % pour la lumière dans la plage de longueur d’onde incidente de 300 à 1000 nm.

Ils ont découvert que des tailles de pores de 300 à 700 nm pouvaient atteindre une réflectivité plus faible, ajoutant que cela ouvre la voie à la conception et à la préparation de futures structures de silicium poreux à faible réflectivité.