Представлен невидимый солнечный элемент с 79-процентной прозрачностью соединения Шоттки
Jul 27, 2022
Используя оксид индия-олова (ITO) и дисульфид вольфрама (WS2) в качестве субстратов, японские ученые разработали почти невидимый солнечный элемент. ITO и WS2 действуют как прозрачный электрод и фотоактивный слой соответственно.
Согласно недавно опубликованному отчету, это фотоэлектрическое устройство также известно как солнечный элемент с соединением Шоттки. Это граница между металлом и полупроводником, которая дополнительно обеспечивает необходимую полосу для разделения зарядов. Эффективность преобразования энергии этого солнечного элемента в 1000 раз выше, чем у эталонного устройства, использующего обычные электроды из ITO.
Далее ученые отмечают, что элемент имеет прозрачность 79 процентов, и добавляют: «Мы также исследовали крупномасштабное производство солнечных элементов. Результаты показывают, что даже при увеличении площади устройства простое масштабирование с использованием больших кристаллов WS2 электроды параллельной длины не улучшают общую мощность всего устройства».
Статья под названием «Изготовление почти невидимых солнечных элементов с одним слоем WS2» относится к новой технологии ячеек. Ученые также заявили, что результаты могут помочь в изучении почти невидимых солнечных элементов с использованием дихлорида переходного металла, от базовой до реальной промышленной стадии.
В отчете цитируются слова ученых: «Как только сгенерированные носители перемещаются к противоположным электродам, может быть достигнуто производство электроэнергии». Разница в работе выхода между одним из электродов и полупроводником разделяет фотогенерированные электронно-дырочные пары.
WS2 относится к семейству дихлоридов переходных металлов. В видимом диапазоне WS2 имеет подходящую ширину запрещенной зоны и самый высокий коэффициент поглощения на единицу толщины, что делает его идеальным для почти невидимых солнечных элементов. Переходы itO-WS2 достигаются путем напыления ITO на кварцевую подложку, а монослои WS2 выращиваются отдельно путем химического осаждения из паровой фазы.
Идея почти невидимых солнечных элементов привлекательна из-за множества новых приложений, которые могут быть созданы для солнечной фотоэлектрической энергии, особенно в зданиях. Солнечная энергия может выходить за пределы крыши, а также в стороны, особенно с южной стороны, где нет никакой тени.
PV Tech понимает, что солнечная компания NewEnergyTechnologiesInc. ранее разработала прозрачный солнечный элемент и заявляет о массовом производстве этого «невидимого» солнечного элемента, потому что он настолько прозрачен, что даже если он установлен на поверхности окна, он не влияет на светопропускание стекла. Стекло не будет затронуто светопропусканием.
В прошлом году южнокорейские исследователи также заявили, что нашли эффективный и недорогой способ преобразования солнечных элементов из непрозрачных в прозрачные. Существующие прозрачные солнечные элементы, как правило, имеют красноватый оттенок и менее эффективны, но, пробивая отверстия диаметром около 100 мкм (размер волоса) в кристаллической кремниевой пластине, свет может проходить без необходимости окрашивания элемента. . Эти отверстия расположены на пластине таким образом, что человеческий глаз не может ее «увидеть». Исследование было опубликовано в журнале Joule.
В последние десятилетия солнечные батареи стали дешевле, эффективнее и экологичнее. Однако текущее применение солнечных модулей ограничено крышами и удаленными солнечными электростанциями, и стоит подумать о том, как их можно лучше использовать в жизни людей.
Что, если, например, солнечные модули следующего поколения можно будет интегрировать в окна, здания и даже в экраны мобильных телефонов?
