Japán kutatók szinte láthatatlan napelemeket gyártanak

Az átlátszó napelemek nagy figyelmet keltettek, mivel képesek leküzdeni a hagyományos nem átlátszó napelemek korlátait, amelyek különféle alkatrészeket, például építészeti ablakokat, mezőgazdasági fészereket, okoseszközök üvegtábláit, sőt emberi bőrt is képesek energiagyűjtő eszközökké alakítani. . Ez a technológia most újabb lépést tett a valósággá válás felé.

A japán Tohoku Egyetem kutatócsoportja rendkívül átlátszó napelemet készített 2D-s atomlappal. Ezeket a szinte láthatatlan napelemeket indium-ón-oxiddal (ITO) átlátszó elektródaként és wolfram-diszulfiddal (WS2) fotoaktív rétegként fejlesztették ki.

Figyelemre méltó, hogy ezek a napelemek átlagosan 79%-os látható átlátszóságot értek el, ami azt jelenti, hogy elméletileg mindenhol elhelyezhetők – épületek ablakaiban, autók előlapján, sőt még az emberi bőrön is.

A perovszkitot és szerves félvezetőket tartalmazó átlátszó napelemek legújabb fejlesztései ellenére ezeknek a napelemeknek az átlagos látható átlátszósága 70% alatti. Továbbra is kihívást jelent átláthatóbb napelemek létrehozása. A tudósok régóta törekedtek átlátszó napelemek kifejlesztésére , de erre eddig nem léteztek megfelelő anyagok.

A szinte láthatatlan napelem elkészítéséhez a japán kutatócsoport ellenőrizte az indium-ón-oxid (ITO), az egyik legszélesebb körben használt átlátszó vezető oxid, és egy egyrétegű volfrám-diszulfid közötti érintkezési akadályokat. Különféle vékony fémeket vontak be az ITO-ra, és vékony réteg volfrám-oxidot helyeztek a bevont ITO és a volfrám-diszulfid közé.

Ennek eredményeként a kutatók azt találták, hogy az optimalizált elektródával ellátott napelem energiaátalakítási hatékonysága több mint 1000-szerese egy normál ITO elektródát használó eszközének. A kutatócsoport azt is feltárta, hogyan bővíthető ki napelemük tényleges napelemben való használatra. Megismételve a kísérleteket ezen az optimalizált egységkészüléken megfelelő számú soros és párhuzamos csatlakozással, az összteljesítmény akár 420 pW-ra is növelhető egy 1 cm²-es napelemből, nagyon magas (79%) átlagos látható átvitel mellett.

„Felfedeztük a megfelelő tervezési módosításokat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy elkerüljük a váratlan feszültségesést, amely az eszköz területének növekedésével jár” – mondta Toshiaki Kato, a cikk megfelelő szerzője és a Tohoku Egyetem Műszaki Egyetemének docense.