Med 79 procent transparens avtäckte Schottky junction osynlig solcell

Med hjälp av indiumtennoxid (ITO) och volframdisulfid (WS2) som substrat har japanska forskare utvecklat en nästan osynlig solcell. ITO och WS2 fungerar som en transparent elektrod respektive ett fotoaktivt skikt.

Denna solcellsenhet är också känd som en Schottky junction solcell, enligt en nyligen publicerad rapport. Detta är ett gränssnitt mellan en metall och en halvledare som ytterligare tillhandahåller det nödvändiga bandet för laddningsseparering. Effektomvandlingseffektiviteten för denna solcell är 1000 gånger högre än för en referensenhet som använder vanliga ITO-elektroder.

Forskarna noterar vidare att cellen har en transparens på 79 procent och tillägger: "Vi har också undersökt storskalig tillverkning av solceller. Resultaten visar att även om enhetens yta ökas, en enkel storleksskalning med hjälp av stora WS2-kristaller och parallella elektroder förbättrar inte den totala effekten av hela enheten."

Artikeln med titeln "Tillverkning av nästan osynliga solceller med ett enda lager av WS2" hänvisar till den nya celltekniken. Forskarna sa också att resultaten kan hjälpa till att studera nästan osynliga solceller med hjälp av övergångsmetalldiklorid, från det grundläggande till det verkliga industriella stadiet.

Rapporten citerar forskarna som säger: "När de genererade bärarna väl reser till de motsatta elektroderna kan elproduktion uppnås." Skillnaden i arbetsfunktionen mellan en av elektroderna och halvledaren separerar de fotogenererade elektron-hål-paren.

WS2 är en medlem av familjen av övergångsmetalldikloridmaterial. I det synliga området har WS2 ett lämpligt bandgap och den högsta absorptionskoefficienten per enhet tjocklek, vilket gör den idealisk för nästan osynliga solceller. itO-WS2-övergångar uppnås genom sputtering av ITO på ett kvartssubstrat, och WS2-monoskikt odlas separat genom kemisk ångavsättning.

Idén med nästan osynliga solceller är attraktiv på grund av de många nya applikationer som kan skapas för solceller, särskilt på byggnader. Solenergin kan gå utanför taket och även in i sidorna, speciellt på södra sidan där det inte finns någon som helst skugga.

PV Tech förstår att solcellsföretaget NewEnergyTechnologiesInc. har tidigare utvecklat en genomskinlig solcell och säger sig massproducera denna "osynliga" solcell eftersom den är så genomskinlig att även om den installeras på ytan av ett fönster så påverkar den inte glasets ljusgenomsläpplighet. Glaset kommer inte att påverkas av ljustransmissionen.

Förra året hävdade sydkoreanska forskare också att de hittat ett effektivt och billigt sätt att omvandla solceller från ogenomskinliga till transparenta. Befintliga transparenta solceller tenderar att ha en rödaktig nyans och är mindre effektiva, men genom att stansa hål på cirka 100 μm i diameter (storleken på ett hårstrå) i den kristallina kiselskivan kan ljus tillåtas passera utan att behöva färga cellen . Dessa hål är strategiskt fördelade på wafern så att det mänskliga ögat inte kan "se" det. Forskningen publicerades i tidskriften Joule.

Under de senaste decennierna har solcellerna blivit billigare, effektivare och mer miljövänliga. Men nuvarande tillämpningar av solcellsmoduler är begränsade till hustak och avlägsna solkraftverk, och det är värt att tänka på hur de kan användas bättre i människors liv.

Tänk om till exempel nästa generation av solcellsmoduler kunde integreras i fönster, byggnader och till och med mobiltelefonskärmar?