Met 79% transparantie, Schottky junction onzichtbare zonnecel onthuld

Met behulp van indiumtinoxide (ITO) en wolfraamdisulfide (WS2) als substraten hebben Japanse wetenschappers een bijna onzichtbare zonnecel ontwikkeld. de ITO en WS2 fungeren respectievelijk als transparante elektrode en fotoactieve laag.

Dit fotovoltaïsche apparaat staat ook bekend als een Schottky junction zonnecel, volgens een onlangs gepubliceerd rapport. Dit is een interface tussen een metaal en een halfgeleider die verder de benodigde band biedt voor ladingsscheiding. De energieconversie-efficiëntie van deze zonnecel is 1000 keer hoger dan die van een referentieapparaat met gewone ITO-elektroden.

De wetenschappers merken verder op dat de cel een transparantie van 79% heeft en voegen eraan toe: "We hebben ook de grootschalige productie van zonnecellen onderzocht. De resultaten laten zien dat zelfs als het apparaatoppervlak wordt vergroot, een eenvoudige schaalvergroting met behulp van grote WS2-kristallen en elektroden van parallelle lengte het totale vermogen van het hele apparaat niet verbetert. "

Het artikel getiteld "Fabrication of near-invisible solar cells with a single layer of WS2" verwijst naar de nieuwe celtechnologie. De wetenschappers zeiden ook dat de bevindingen zouden kunnen helpen bij de studie van bijna onzichtbare zonnecellen met behulp van overgangsmetaaldichloride, van de basis- naar de echte industriële fase.

Het rapport citeert de wetenschappers als volgt: "Zodra de gegenereerde dragers naar de tegenovergestelde elektroden reizen, kan elektriciteitsopwekking worden bereikt." Het verschil in de werkfunctie tussen een van de elektroden en de halfgeleider scheidt de fotogenereerde elektron-gatparen.

WS2 is een lid van de familie van overgangsmetaaldichloridematerialen. In het zichtbare bereik heeft WS2 een geschikte bandkloof en de hoogste absorptiecoëfficiënt per eenheid dikte, waardoor het ideaal is voor bijna onzichtbare zonnecellen. itO-WS2-juncties worden bereikt door ITO op een kwartssubstraat te sputteren en WS2-monolagen worden afzonderlijk gekweekt door chemische dampafzetting.

Het idee van bijna onzichtbare zonnecellen is aantrekkelijk vanwege de vele nieuwe toepassingen die kunnen worden gemaakt voor fotovoltaïsche zonne-energie, vooral op gebouwen. De zonne-energie kan voorbij het dak gaan en ook naar de zijkanten, vooral aan de zuidkant waar helemaal geen schaduw is.

PV Tech begrijpt dat het zonne-energiebedrijf NewEnergyTechnologiesInc. heeft eerder een transparante zonnecel ontwikkeld en beweert deze "onzichtbare" zonnecel massaal te produceren omdat deze zo transparant is dat zelfs als deze op het oppervlak van een raam is geïnstalleerd, dit de lichttransmissie van het glas niet beïnvloedt. Het glas wordt niet beïnvloed door de lichttransmissie.

Vorig jaar beweerden Zuid-Koreaanse onderzoekers ook een effectieve en goedkope manier te hebben gevonden om zonnecellen om te zetten van ondoorzichtig naar transparant. Bestaande transparante zonnecellen hebben meestal een roodachtige tint en zijn minder efficiënt, maar door gaten van ongeveer 100 μm in diameter (de grootte van een haar) in de kristallijn siliciumwafer te ponsen, kan licht worden doorgelaten zonder de cel te hoeven kleuren. Deze gaten zijn strategisch verdeeld over de wafer, zodat het menselijk oog het niet kan "zien". Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Joule.

In de afgelopen decennia zijn zonnecellen goedkoper, efficiënter en milieuvriendelijker geworden. De huidige toepassingen van zonnepanelen zijn echter beperkt tot daken en afgelegen zonne-energiecentrales, en het is de moeite waard om na te denken over hoe ze beter kunnen worden gebruikt in het leven van mensen.

Wat als bijvoorbeeld de volgende generatie zonnepanelen geïntegreerd zou kunnen worden in ramen, gebouwen en zelfs mobiele telefoonschermen?