I ricercatori sviluppano flessibilità, multi

28 agosto 2023

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dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia

Un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Jung-dae Kwon del Dipartimento di Energia e Materiali Elettronici del Korea Institute of Materials Science è riuscito a realizzare la prima cella solare a film sottile trasparente al mondo su un substrato flessibile che mostra diversi colori riflettenti e non non ridurre significativamente l'efficienza della cella solare. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sul Chemical Engineering Journal.

Si tratta di una tecnologia che consente di ottenere colori riflettenti in un unico materiale incorporando periodicamente idrogeno nell'ossido di zinco drogato con alluminio, che è un elettrodo trasparente, per indurre una differenza di indice di rifrazione.

Progettando una pellicola sottile multistrato con una differenza dell'indice di rifrazione estremamente bassa, inferiore al 5%, la perdita di riflessione nella regione della luce visibile assorbita dal dispositivo a cella solare è stata ridotta al minimo. Può essere applicato a vari assorbitori per celle solari a film sottile poiché difficilmente riduce l'efficienza della cella solare a causa dell'implementazione del colore. Inoltre, si prevede che fungerà da punto di riferimento per migliorare l'estetica delle celle solari a film sottile trasparente con substrato flessibile per BIPV (fotovoltaico integrato nell'edificio) e VIPV (fotovoltaico integrato nel veicolo).

Ad oggi, la tecnologia di assottigliamento multistrato per materiali con grandi differenze di indice di rifrazione, la tecnologia di rivestimento a film sottile per il controllo del colore per la progettazione delle proprietà ottiche e la struttura naturale che imita la tecnologia del colore strutturale sono stati utilizzati come metodi di applicazione del colore per migliorare l'estetica dei pannelli solari trasparenti a film sottile. cellule. Tuttavia, queste tecnologie non sono adatte per celle solari che assorbono la luce visibile a causa dell’ampia banda di riflessione e dell’elevata riflettività, oppure richiedono tecnologie complesse e difficilmente applicabili a livello industriale in termini di due o più materiali e processi.

Il gruppo di ricerca ha formato film sottili multistrato con diversi indici di rifrazione attraverso reazioni periodiche dell'idrogeno depositando film sottili di ossido di zinco utilizzando il metodo di deposizione sputtering sotto vuoto utilizzato nei processi generali di produzione di semiconduttori e celle solari. Hanno poi ottenuto i tre colori primari della luce regolando lo spessore della pellicola sottile multistrato. A quel tempo, il colore dell’elettrodo era ben implementato anche se applicato a una cella solare che assorbe la luce nel campo della luce visibile.

L'elettrodo a film sottile trasparente multistrato basato su un unico materiale non richiede ulteriore lavorazione. Si prevede che vari colori e alta efficienza delle celle solari a film sottile possano essere realizzati a basso costo. Inoltre, poiché il colore riflettente viene implementato come filtro ottico, può essere applicato a vari campi come sensori di immagine, maschere per fotolitografia e schermatura a infrarossi.