Mit 79 Prozent Transparenz unsichtbare Schottky-Junction-Solarzelle enthüllt
Jul 27, 2022
Unter Verwendung von Indiumzinnoxid (ITO) und Wolframdisulfid (WS2) als Substrate haben japanische Wissenschaftler eine nahezu unsichtbare Solarzelle entwickelt. das ITO und WS2 wirken als transparente Elektrode bzw. als photoaktive Schicht.
Diese photovoltaische Vorrichtung ist laut einem kürzlich veröffentlichten Bericht auch als Schottky-Junction-Solarzelle bekannt. Dies ist eine Grenzfläche zwischen einem Metall und einem Halbleiter, die außerdem das notwendige Band für die Ladungstrennung bereitstellt. Die Leistungsumwandlungseffizienz dieser Solarzelle ist 1000-mal höher als die eines Referenzgeräts mit gewöhnlichen ITO-Elektroden.
Die Wissenschaftler weisen weiter darauf hin, dass die Zelle eine Transparenz von 79 Prozent hat und fügen hinzu: „Wir haben auch die großtechnische Herstellung von Solarzellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass selbst bei einer Vergrößerung der Gerätefläche eine einfache Größenskalierung mit großen WS2-Kristallen möglich ist.“ und Elektroden paralleler Länge verbessern nicht die Gesamtleistung des gesamten Geräts."
Der Artikel mit dem Titel „Fabrication of near-invisible solar cells with a single layer of WS2“ bezieht sich auf die neue Zelltechnologie. Die Wissenschaftler sagten auch, dass die Ergebnisse bei der Untersuchung von nahezu unsichtbaren Solarzellen mit Übergangsmetalldichlorid von der grundlegenden bis zur realen industriellen Phase helfen könnten.
Der Bericht zitiert die Wissenschaftler mit den Worten: "Sobald die erzeugten Ladungsträger zu den gegenüberliegenden Elektroden wandern, kann die Stromerzeugung erreicht werden." Der Unterschied in der Austrittsarbeit zwischen einer der Elektroden und dem Halbleiter trennt die durch Licht erzeugten Elektron-Loch-Paare.
WS2 ist ein Mitglied der Familie der Übergangsmetalldichloridmaterialien. Im sichtbaren Bereich hat WS2 eine geeignete Bandlücke und den höchsten Absorptionskoeffizienten pro Dickeneinheit, was es ideal für nahezu unsichtbare Solarzellen macht. ItO-WS2-Übergänge werden durch Sputtern von ITO auf ein Quarzsubstrat erreicht, und WS2-Monoschichten werden separat durch chemische Dampfabscheidung aufgewachsen.
Die Idee nahezu unsichtbarer Solarzellen ist attraktiv aufgrund der vielen neuen Anwendungen, die für die Solarphotovoltaik geschaffen werden können, insbesondere auf Gebäuden. Die Sonnenenergie kann über das Dach hinaus und auch in die Seiten gelangen, insbesondere auf der Südseite, wo es überhaupt keinen Schatten gibt.
PV Tech geht davon aus, dass das Solarunternehmen NewEnergyTechnologiesInc. hat zuvor eine transparente Solarzelle entwickelt und behauptet, diese "unsichtbare" Solarzelle in Massenproduktion herzustellen, da sie so transparent ist, dass selbst wenn sie auf der Oberfläche eines Fensters installiert wird, die Lichtdurchlässigkeit des Glases nicht beeinträchtigt wird. Das Glas wird durch die Lichtdurchlässigkeit nicht beeinträchtigt.
Im vergangenen Jahr behaupteten südkoreanische Forscher auch, einen effektiven und kostengünstigen Weg gefunden zu haben, um Solarzellen von undurchsichtig in transparent umzuwandeln. Vorhandene transparente Solarzellen neigen dazu, einen rötlichen Farbton zu haben und sind weniger effizient, aber durch das Stanzen von Löchern mit einem Durchmesser von etwa 100 μm (Haargröße) in den kristallinen Siliziumwafer kann Licht durchgelassen werden, ohne dass die Zelle eingefärbt werden muss . Diese Löcher sind strategisch so auf dem Wafer verteilt, dass das menschliche Auge sie nicht „sehen“ kann. Die Forschung wurde in der Zeitschrift Joule veröffentlicht.
Solarzellen sind in den letzten Jahrzehnten günstiger, effizienter und umweltfreundlicher geworden. Die derzeitigen Anwendungen von Solarmodulen beschränken sich jedoch auf Hausdächer und abgelegene Solarkraftwerke, und es lohnt sich, darüber nachzudenken, wie sie im Leben der Menschen besser genutzt werden können.
Was wäre, wenn beispielsweise die nächste Generation von Solarmodulen in Fenster, Gebäude und sogar Handydisplays integriert werden könnte?
