Fritstående microwire-array muliggør fleksibelt solcellevindue

TSC'er er nye enheder, der kombinerer fordelene ved synlig gennemsigtighed og lys-til-elektricitet konvertering. En af de værdifulde potentielle anvendelser af sådanne enheder er deres integration i bygninger, køretøjer, eller bærbar elektronik. Derfor, farveopfattelse og fleksibilitet er vigtige såvel som effektivitet. I øjeblikket, eksisterende transparente solceller er overvejende baseret på organiske stoffer, farvestoffer, perovskitter og amorft Si; imidlertid, den farvetonede gennemsigtige natur eller stivhed af disse enheder begrænser stærkt anvendeligheden af ​​de resulterende TSC'er til virkelige applikationer.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og applikationer , forskere fra Institut for Materialevidenskab og Teknik, Ulsan National Institute of Science and Technology, Republikken Korea og kolleger udviklede fleksible og effektive gennemsigtige solceller, som har farveneutralitet. Baseret på siliciummikrotrådene indlejret i den transparente polymermatrix, de demonstrerede gennemsigtige, fleksible og endda strækbare solceller. Denne fritstående film blev med succes brugt til byggesten af ​​gennemsigtige solceller. En heterojunction mellem en n-type Si og en p-type polymer halvleder er dannet ved den øverste del og en transparent ledende film i bunden af ​​indretningen. Gennemsigtigheden af ​​enhederne kan indstilles fra ~ 10% til 55% ved at justere afstanden mellem mikrotrådene. I øvrigt, efter den cykliske bøjningsprøve eller under bøjningstilstanden, præstationen blev opretholdt uden et væsentligt fald. hvilket indikerer, at de gennemsigtige solceller har fremragende fleksibilitet. Denne strækbare og gennemsigtige fritstående form af mikrowire array/polymer kompositfilm i denne undersøgelse er lovende for fremtidige transparente solceller.

Transparente solceller har en uundgåelig afvejning mellem energiproduktion og lysindtag. Derfor, baseret på kriterierne for gennemsigtige solceller, der er et uundgåeligt kompromis med hensyn til effektivitet for at opnå gennemsigtighed. Dette gør transparente solceller vanskelige at opnå høj ydeevne. Ved at overvinde dette problem, disse videnskabsmænd foreslår deres strategi for at opnå højtydende gennemsigtige solceller.

"I bund og grund, solcellerne kan generere elektricitet fra absorberet lys. Derfor, at opnå høj ydeevne samt opretholde gennemsigtighed er meget udfordrende. Vi afslørede en absorptionsmekanisme inde i Si-mikrotrådsarrayet og udviklede den nye morfologi af mikrotråde, som kan manipulere lysets vej. Som resultat, vi har med succes forbedret lysabsorptionen, som kan bidrage til, at den lysgenererede strøm i de transparente solceller bevarer gennemsigtigheden."

"Den gennemsigtige solcelle baseret på fritstående film med avancerede lysabsorberende teknikker viser effektkonverteringseffektiviteten på over 8 % til 10 % af synlig gennemsigtighed, som kan sammenlignes med state-of-the-art neutral-farve transparente solceller baseret på organiske stoffer og perovskites, " tilføjede de.

"I øvrigt, enhederne er baseret på Si-waferen, der allerede er undersøgt og udbredt på Si-solcellemarkedet. Derfor, denne robuste, ultralet og fleksibel platform er gennemførlig og lovende som en kommercialiseret transparent solcelle til praktisk anvendelse i fremtiden, ", forudser forskerne.