Със 79 процента прозрачност, разкрита невидима слънчева клетка на кръстовището на Шотки

Използвайки индий-калаен оксид (ITO) и волфрамов дисулфид (WS2) като субстрати, японски учени са разработили почти невидима слънчева клетка. ITO и WS2 действат съответно като прозрачен електрод и фотоактивен слой.

Това фотоволтаично устройство е известно още като слънчева клетка с възел на Шотки, според наскоро публикуван доклад. Това е интерфейс между метал и полупроводник, който допълнително осигурява необходимата лента за разделяне на заряда. Ефективността на преобразуване на мощността на тази слънчева клетка е 1000 пъти по-висока от тази на референтно устройство, използващо обикновени ITO електроди.

Освен това учените отбелязват, че клетката има прозрачност от 79 процента и добавят: „Ние също така изследвахме широкомащабното производство на слънчеви клетки. Резултатите показват, че дори ако площта на устройството се увеличи, просто мащабиране на размера с помощта на големи кристали WS2 и електродите с паралелна дължина не подобряват общата мощност на цялото устройство."

Статията, озаглавена „Производство на почти невидими слънчеви клетки с един слой WS2“, се отнася за новата клетъчна технология. Учените казаха още, че откритията могат да помогнат при изследването на почти невидими слънчеви клетки, използващи дихлорид на преходен метал, от основния до реалния промишлен етап.

Докладът цитира учените, които казват: "След като генерираните носители пътуват до противоположните електроди, може да се постигне генериране на електричество." Разликата в работната функция между един от електродите и полупроводника разделя фотогенерираните двойки електрон-дупка.

WS2 е член на семейството от дихлоридни материали на преходен метал. Във видимия диапазон WS2 има подходяща ширина на лентата и най-висок коефициент на поглъщане на единица дебелина, което го прави идеален за почти невидими слънчеви клетки. Връзките itO-WS2 се постигат чрез разпръскване на ITO върху кварцов субстрат, а монослоевете WS2 се отглеждат отделно чрез химическо отлагане на пари.

Идеята за почти невидими слънчеви клетки е привлекателна поради многото нови приложения, които могат да бъдат създадени за слънчеви фотоволтаици, особено върху сгради. Слънчевата енергия може да премине отвъд покрива, а също и отстрани, особено от южната страна, където няма никаква сянка.

PV Tech разбира, че соларната компания NewEnergyTechnologiesInc. преди това е разработила прозрачна слънчева клетка и твърди, че произвежда масово тази "невидима" слънчева клетка, тъй като е толкова прозрачна, че дори и да бъде инсталирана на повърхността на прозорец, тя не влияе на пропускането на светлина на стъклото. Стъклото няма да бъде засегнато от пропускането на светлина.

Миналата година южнокорейски изследователи също заявиха, че са открили ефективен и евтин начин за превръщане на слънчеви клетки от непрозрачни в прозрачни. Съществуващите прозрачни слънчеви клетки са склонни да имат червеникав оттенък и са по-малко ефективни, но чрез пробиване на дупки с диаметър около 100 μm (размера на косъм) в кристалната силициева пластина, светлината може да бъде оставена да премине, без да се налага да оцветявате клетката . Тези дупки са стратегически разпределени върху вафлата, така че човешкото око да не може да я "види". Изследването е публикувано в списанието Joule.

През последните десетилетия слънчевите клетки станаха по-евтини, по-ефективни и по-екологични. Настоящите приложения на соларните модули обаче са ограничени до покриви и отдалечени слънчеви електроцентрали и си струва да помислим как те могат да бъдат използвани по-добре в живота на хората.

Ами ако, например, следващото поколение слънчеви модули могат да бъдат интегрирани в прозорци, сгради и дори екрани на мобилни телефони?