At slå huller i uigennemsigtige solceller gør dem gennemsigtige

Forskere i Korea har fundet en effektiv og billig strategi til at transformere solceller fra uigennemsigtige til gennemsigtige. Eksisterende gennemsigtige solceller har en tendens til at have en rødlig nuance og lavere effektivitet, men ved at udstanse huller, der er omkring 100 μm i diameter (sammenlignelige i størrelse med et menneskehår) på krystallinske siliciumwafers, det slipper lys igennem uden at farve. Hullerne er derefter strategisk fordelt, så det menneskelige øje er ude af stand til at "se" mønsteret. Værket vises 11. december i bladet Joule .

At lave gennemsigtige solceller af naturligt uigennemsigtigt krystallinsk silicium er et af de mest udfordrende problemer på solenergiområdet. De fleste solceller ofrer deres gennemsigtighed for at maksimere deres effektivitet. De bedste solceller på markedet har en virkningsgrad på over 20 procent. Den gennemsigtige neutral-farvede solcelle, som forskerholdet udviklede, demonstrerede langtidsstabilitet med en højeffektkonverteringseffektivitet på 12,2 procent.

"Mine teammedlemmer konkluderede, at krystallinsk silicium er det bedste materiale til at udvikle det glaslignende, høj effektivitet, høj stabilitet, og neutral-farvet solcelle, " siger Kwanyong Seo, fra Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), co-senior forfatter på papiret sammen med Seungwoo Lee fra Korea University. "Ved første tanke, det var en skør idé for os alle. Problemet var, at krystallinsk silicium ikke er gennemsigtigt, så før os, ingen forsøgte at lave gennemsigtigt krystallinsk silicium med neutrale farver."

Seo siger, at den gennemsigtige solcelle er et ideelt materiale til at omdanne vinduer til solpaneler. "Nuværende solceller har brug for plads. På jorden eller nok plads på taget, " siger han. "Men tagforholdet bliver mindre og mindre i forhold til vinduesarealet."

Desuden, de fleste vinduer er lodret placeret, hvilket får lyset til at ramme vinduerne i en lav vinkel. Når det rammes af lys i lav vinkel, den elektriske strøm i konventionelle celler falder næsten 30 procent, mens gennemsigtige solceller reducerer mindre end 4 procent - hvilket gør det muligt at udnytte solenergien mere effektivt.

"Vi ønsker at udskifte nuværende vinduer, " siger Seo. "Der er mange ting, vi skal overvinde, såsom reglerne ved lov. Vi skal også have den mekaniske stabilitet og styrke til at anvende vores enhed til at erstatte det nuværende vindue i bygningen."

Imidlertid, kommercialiseringen af ​​det gennemsigtige krystallinske silicium er lovende. Udover mønstret af vaflerne, fremstillingsprocessen ligner konventionelle solceller i industrien. Det næste skridt for teamet er at skalere enheden op til 25 cm2 (3,88 in2) og øge effektiviteten til 15 procent.

"Siliconsubstrat er et meget populært materiale i halvlederindustrien, " siger Seo. "Vi tror på, at denne vision kan gælde for mange forskellige applikationer, såsom gennemsigtig elektronik. Det kan også anvendes på mobile enheder som energikilde."