“Невидиму” сонячну батарею використовуватимуть як скло для вікон
Прозорість пристрою сягає 79%, заявляють японські вчені.
Група вчених з Університету Тохоку (Японія) створила майже невидимий сонячний елемент, використовуючи оксид індія-олова (ITO) як прозорий електрод і дисульфід вольфраму (WS2) як фотоактивний шар. Результати дослідження вони опублікували в науковому журналі nature.com.
Примітно, що прозорість сонячної батареї сягає 79%. Це дозволить у майбутньому застосовувати ці пристрої для оснащення “розумних” будинків, вставляючи їх у вікна замість скла, для покриття екранів різних гаджетів на зразок смартфона та фітнес-браслету. Прозора сонячна батарея живитиме носимі та мобільні пристрої, що позбавить людей необхідності носити з собою зарядний пристрій і залежати від розетки.
Видання interestingengineering.com зазначає, що до сьогодні інженерам не вдавалося досягти прозорості понад 70%, але тепер, схоже, рекорд побито.
WS2 (дисульфід вольфраму) є тонким моношаровим напівпровідником, що складається з перехідного металу та халькогену. За твердженням вчених, цей матеріал ідеально підходить для створення практично “невидимих” сонячних панелей. З’єднання оксиду індія-олова та дисульфіду вольфраму (ITO-WS2) досягнуто шляхом розпилення ITO на кварцову підкладку та вирощування моношару WS2 з використанням хімічного осадження з парової фази. Контактний бар’єр між WS2 та ITO вчені регулювали, наносячи тонкі шари металів поверх ITO (Mx/ITO) та тонкий шар WO3 між Mx/ITO та моношаром WS2. В результаті різко збільшилася висота бар’єра Шоттки (до 220 меВ), що збільшило ефективність поділу носіїв заряду в даній сонячній батареї (бар’єр Шоттки — це бар’єр, який з’являється в при контактному шарі напівпровідника, що межує з металом, рівний різниці робіт виходу металу та напівпровідника, — ред.).
В результаті дослідники виявили, що ефективність перетворення енергії сонячного елемента з оптимізованим електродом (WO3/Mx/ITO) була більш ніж у 1000 разів вищою, ніж у пристрою, що використовує звичайний електрод ITO.
Дослідники підрахували, що сонячний елемент площею 1 см з надзвичайно високим значенням середнього пропускання видимого світла (79%) може збільшити свою загальну потужність до 420 пВт. Це стало ясно під час експериментів, які вчені провели кілька разів поспіль.
ЗМІ interestingengineering.com пише, що, наприклад, тільки в США площа скляних поверхонь становить від 5 до 7 млрд кв. м — від екранів телефонів і до хмарочосів. “Уявіть собі величезну кількість електроенергії, яку можна було б виготовити, якби ми могли заскліти ці площі такими сонячними акумуляторами”, — резюмує медіа.