Изготовление прозрачных солнечных элементов из естественно непрозрачного кристаллического кремния – одна из самых сложных проблем в области солнечной энергетики. Большинство солнечных элементов жертвуют своей прозрачностью, чтобы максимизировать свою эффективность. Лучшие солнечные элементы на рынке имеют КПД более 20 процентов. Прозрачный солнечный элемент нейтрального цвета, разработанный исследовательской группой, продемонстрировал долгосрочную стабильность с высокой эффективностью преобразования энергии 12.2 процента.
«Члены моей команды пришли к выводу, что кристаллический кремний – лучший материал для создания стеклянных, высокоэффективных, высокостабильных солнечных элементов нейтрального цвета», – говорит Кванён Сео из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST). ), соавтор статьи вместе с Сыну Ли из Корейского университета. "На первый взгляд, это была безумная идея для всех нас. Проблема заключалась в том, что кристаллический кремний непрозрачен, поэтому до нас никто не пытался сделать прозрачный кристаллический кремний нейтральных цветов."
Сео говорит, что прозрачный солнечный элемент – идеальный материал для превращения окон в солнечные батареи. "Современным солнечным элементам нужно место. На земле или на крыше достаточно места », – говорит он. "Но коэффициент кровли становится все меньше и меньше по сравнению с площадью окна."
Кроме того, большинство окон расположены вертикально, поэтому свет падает на окна под небольшим углом. При попадании света под малым углом электрический ток в обычных элементах падает почти на 30 процентов, в то время как прозрачные солнечные элементы уменьшаются менее чем на 4 процента, что позволяет использовать солнечную энергию более эффективно.
«Мы хотим заменить текущие окна», – говорит Сео. "Нам нужно преодолеть множество вещей, например, постановления закона. Нам также необходимо иметь механическую стабильность и прочность, чтобы применить наше устройство для замены текущего окна в здании."
Однако коммерциализация прозрачного кристаллического кремния перспективна. Помимо рисунка пластин, процесс изготовления аналогичен обычным солнечным элементам в промышленности.
Следующим шагом команды будет увеличение размера устройства до 25 см2 (3.88 дюйм2) и увеличить КПД до 15 процентов.
«Силиконовая подложка – очень популярный материал в полупроводниковой промышленности», – говорит Сео. «Мы считаем, что это видение может применяться ко многим различным приложениям, таким как прозрачная электроника. Его также можно применять в мобильных устройствах в качестве источника энергии."