Con il 79% di trasparenza, svelata la cella solare invisibile Schottky junction

Utilizzando l'ossido di indio-stagno (ITO) e il solfuro di tungsteno (WS2) come substrati, gli scienziati giapponesi hanno sviluppato una cella solare quasi invisibile. ITO e WS2 agiscono rispettivamente come elettrodo trasparente e strato fotoattivo.

Questo dispositivo fotovoltaico è anche noto come cella solare a giunzione Schottky, secondo un rapporto pubblicato di recente. Questa è un'interfaccia tra un metallo e un semiconduttore che fornisce ulteriormente la banda necessaria per la separazione della carica. L'efficienza di conversione di potenza di questa cella solare è 1000 volte superiore a quella di un dispositivo di riferimento che utilizza normali elettrodi ITO.

Gli scienziati notano inoltre che la cella ha una trasparenza del 79% e aggiungono: "Abbiamo anche studiato la produzione su larga scala di celle solari. I risultati mostrano che anche se l'area del dispositivo è aumentata, un semplice ridimensionamento delle dimensioni utilizzando grandi cristalli WS2 ed elettrodi a lunghezza parallela non migliora la potenza totale dell'intero dispositivo. "

L'articolo intitolato "Fabbricazione di celle solari quasi invisibili con un singolo strato di WS2" si riferisce alla nuova tecnologia cellulare. Gli scienziati hanno anche detto che i risultati potrebbero aiutare nello studio di celle solari quasi invisibili che utilizzano dicloruro di metalli di transizione, dalla fase industriale di base a quella reale.

Il rapporto cita gli scienziati che dicono: "Una volta che i vettori generati viaggiano verso gli elettrodi opposti, la generazione di elettricità può essere raggiunta". La differenza nella funzione di lavoro tra uno degli elettrodi e il semiconduttore separa le coppie elettrone-foro fotogenerate.

WS2 è un membro della famiglia dei materiali dicloruro di metalli di transizione. Nell'intervallo visibile, WS2 ha un gap di banda adatto e il più alto coefficiente di assorbimento per unità di spessore, rendendolo ideale per celle solari quasi invisibili. Le giunzioni itO-WS2 si ottengono sputtering ITO su un substrato di quarzo e i monostrati WS2 vengono coltivati separatamente mediante deposizione chimica da vapore.

L'idea di celle solari quasi invisibili è interessante a causa delle numerose nuove applicazioni che possono essere create per il solare fotovoltaico, in particolare sugli edifici. L'energia solare può andare oltre il tetto e anche nei lati, specialmente sul lato sud dove non c'è ombra di sorta.

PV Tech capisce che la società solare NewEnergyTechnologiesInc. ha precedentemente sviluppato una cella solare trasparente e afferma di produrre in serie questa cella solare "invisibile" perché è così trasparente che anche se è installata sulla superficie di una finestra, non influisce sulla trasmissione della luce del vetro. Il vetro non sarà influenzato dalla trasmissione della luce.

L'anno scorso, i ricercatori sudcoreani hanno anche affermato di aver trovato un modo efficace ed economico per convertire le celle solari da opache a trasparenti. Le celle solari trasparenti esistenti tendono ad avere una sfumatura rossastra e sono meno efficienti, ma perforando fori di circa 100μm di diametro (le dimensioni di un capello) nel wafer di silicio cristallino, la luce può essere lasciata passare senza dover colorare la cella. Questi fori sono distribuiti strategicamente sul wafer in modo che l'occhio umano non possa "vederlo". La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Joule.

Negli ultimi decenni, le celle solari sono diventate più economiche, più efficienti e più rispettose dell'ambiente. Tuttavia, le attuali applicazioni dei moduli solari sono limitate ai tetti e alle centrali solari remote e vale la pena pensare a come possono essere meglio utilizzate nella vita delle persone.

E se, ad esempio, la prossima generazione di moduli solari potesse essere integrata in finestre, edifici e persino schermi di telefoni cellulari?