ASTRS와 Helmholtz-Zentrum Berlin과 the Max Planck Institute for Science of Light의 두 기관이 거의 동시에 태양전지를 위한 반사 방지 기술을 발표했다. ASTRS는 나방의 눈을 모방했고 후자는 사람의 눈을 모방했다. 그런데 두 기술을 실현하기 위한 실행 방법은 달랐다.
나방의 눈의 독특하고 매우 복잡한 렌즈 구조 패턴은 반사방지 효과를 주어 빛을 포획하고 가두는 역할을 한다.
나방의 눈을 모방하기 위해 나노임프린트 리소그래피가 이용된다. 폴리카보네이트 필름 위에 니켈 몰드의 크기가 다른 2개를 차례로 임프린트한다. 첫번째 몰드로 임프리트 한 후 희생 폴리머를 코팅한다. 그리고 난후 약간 큰 몰드를 나중에 임프린트하고 희생 폴리머를 제거한다. 이렇게 해서 그들은 나방의 눈을 복제해서 반사율 4.8%을 얻었다.
이 기술은 아직 실험실 단계이지만 대면적화를 위해 롤러 프린터 이용이 고려되고 있다.
사람 눈의 망막의 중심와(fovea centralis)는 수많은 조밀한 깔대기 모양의 수직 배열의 반전(inverted) 콘이 신경 세포에 직접적으로 연결되어 있어 우리가 책이나 TV를 볼 수 있게 해 준다.
연구자들은 어떻게 이 깔대기 모양의 콘이 밝은 곳에서 빛을 포획하는지를 주목했고 태양전지를 위해 빛을 모으고 전달하는 것으로의 응용을 생각했다.
그들은 Si 표면에 종래의 반도체 공정을 이용하여 마이크로 크기의 수직 배열의 깔대기를 형성했다.
나노 구를 Si 기판위에 올려 놓고 에칭을 통해 나노 구 아래의 Si을 남기고 나머지 부분의 Si을 제거한다. 그런 후 나노 구를 제거하게 되면 위쪽이 넓고 아래쪽이 좁은 깔대기 모양이 형성된다. 깔대기의 상부 폭은 800 nm이고 하부 폭은 100 nm이다.
깔대기가 좁을수록 빛 농도가 증가 했다.
그들은 이 기술로 박막 태양전지의 효율을 증가를 위해 노력하고 있고 특히 대면적 태양전지에 적용하기 위해 경제성있게 그들의 디자인을 키울수 있는 방법을 찾고 있다.
참고: http://www.greenoptimistic.com/moth-eyes-solar-cell/#.VQ1Qflq616g, http://www.gizmag.com/silicon-micro-funnels-solar-cell-efficiency/36324/
