Inspirado en la estructura de los ojos de polilla, Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado nanoestructuras que limitan la reflexión en las interfaces donde se encuentran dos películas delgadas, suprimiendo el fenómeno de "interferencia de película delgada" comúnmente observado en la naturaleza. Esto puede mejorar potencialmente la eficiencia de las células solares de película delgada y otros dispositivos optoelectrónicos.

La interferencia de película delgada ocurre cuando una película delgada de una sustancia se encuentra encima de una segunda sustancia. Por ejemplo, La interferencia de película delgada es lo que causa el brillo del arco iris que vemos cuando hay gasolina en un charco de agua.

La gasolina es transparente pero todavía se refleja algo de luz en su superficie. Similar, parte de la luz que pasa a través de la gasolina se refleja en la superficie subyacente del agua, donde las dos sustancias interactúan, o reunirse. Debido a que la luz reflejada en el agua tiene que volver a atravesar la gasolina, toma un camino óptico ligeramente diferente al de la luz que se refleja en la superficie de la gasolina. El desajuste de estas "longitudes" de trayectoria óptica es lo que crea el brillo del arco iris, y ese fenómeno es la interferencia de película delgada.

La interferencia de película delgada es un problema para los dispositivos que usan múltiples capas de películas delgadas, como células solares de película delgada, porque significa que algunas longitudes de onda de luz se reflejan, o se "pierden", en cada interfaz de película. Cuantas más películas delgadas tenga un dispositivo, cuantas más interfaces haya, y más luz se pierde.

"Nos inspiramos en la estructura de la superficie del ojo de una polilla, que ha evolucionado para que no refleje la luz, "dice el Dr. Chih-Hao Chang, profesor asistente de ingeniería mecánica y aeroespacial en NC State y coautor de un artículo sobre la investigación. "Al imitar ese concepto, hemos desarrollado una nanoestructura que minimiza significativamente la interferencia de película delgada ".

Las nanoestructuras se construyen en películas delgadas sobre las que se colocará una segunda película delgada. Las nanoestructuras son una extensión de la delgada película debajo de ellas, y se asemejan a un bosque denso de conos delgados. Estas nanoestructuras son "interfaciales, "penetrando en cualquier película delgada que se coloque encima de ellos y limitando la cantidad de luz reflejada en esa interfaz. El equipo de Chang descubrió que una interfaz que presenta las nanoestructuras interfaciales refleja 100 veces menos luz que una interfaz de películas delgadas sin las nanoestructuras.

"Nuestros próximos pasos son diseñar un dispositivo solar que aproveche este concepto y determinar cómo podemos escalarlo para aplicaciones comerciales, "Dice Chang.