Исследователи разрабатывают гибкие, многофункциональные

28 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

корректура

Национальным исследовательским советом по науке и технологиям

Исследовательская группа под руководством доктора Юнг-Дэ Квона из Департамента энергетики и электронных материалов Корейского института материаловедения преуспела в создании первого в мире прозрачного тонкопленочного солнечного элемента на гибкой подложке, которая демонстрирует различные отражающие цвета и существенно не снижает эффективность солнечного элемента. Результаты исследования были опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.

Это технология, позволяющая добиться отражающего цвета в одном материале за счет периодического включения водорода в оксид цинка, легированный алюминием, который является прозрачным электродом, для создания разницы показателей преломления.

Благодаря разработке многослойной тонкой пленки с чрезвычайно низкой разницей показателей преломления менее 5% потери на отражение в области видимого света, поглощаемого солнечным элементом, были сведены к минимуму. Его можно применять к различным поглотителям тонкопленочных солнечных элементов, поскольку он почти не снижает эффективность солнечных элементов из-за цветной реализации. Кроме того, ожидается, что он послужит эталоном для улучшения эстетики прозрачных тонкопленочных солнечных элементов с гибкой подложкой для BIPV (встроенная фотоэлектрическая система в зданиях) и VIPV (встроенная в транспортные средства фотоэлектрическая система).

На сегодняшний день в качестве методов нанесения цвета для улучшения эстетики прозрачных тонких пленок солнечной энергии используются технология многослойного утончения материалов с большой разницей показателей преломления, технология тонкопленочного покрытия для контроля цвета для проектирования оптических свойств и технология структурного цвета, имитирующая естественную структуру. клетки. Однако эти технологии не подходят для солнечных элементов, поглощающих видимый свет из-за широкой полосы отражения и высокой отражательной способности, или требуют сложных технологий, которые трудно применить в промышленности с точки зрения двух или более материалов и процессов.

Исследовательская группа сформировала многослойные тонкие пленки с различными показателями преломления посредством периодических водородных реакций при нанесении тонких пленок оксида цинка с использованием метода вакуумного напыления, используемого в общих процессах производства полупроводников и солнечных элементов. Затем они получили три основных цвета света, регулируя толщину многослойной тонкой пленки. В то время цвет электрода был хорошо реализован даже применительно к солнечному элементу, поглощающему свет видимого диапазона.

Многослойный прозрачный тонкопленочный электрод на основе одного материала не требует дополнительной обработки. Ожидается, что тонкопленочные солнечные элементы различных цветов и высокой эффективности могут быть реализованы при низкой стоимости. Кроме того, поскольку отражающий цвет реализован в виде оптического фильтра, его можно применять в различных областях, таких как датчики изображения, фотолитографические маски и инфракрасная защита.