Semi-gjennomsiktig perovskite solceller for solvinduer

Skanska testing cutting-edge perovskite solar panel on the Spark office building (Juni 2019).

Anonim

Forskere undersøker måter å utvikle gjennomsiktige eller halvtransparente solceller som en erstatning for glassvegger i moderne bygninger med sikte på å utnytte solenergi. Men dette har vist seg å være utfordrende, fordi gjennomsiktighet i solceller reduserer effektiviteten i å absorbere sollyset de trenger for å generere elektrisitet.

Typiske solceller i dag er laget av krystallinsk silisium, noe som er vanskelig å gjøre gjennomskinnelig. I motsetning til dette bruker halvtransparente solceller, for eksempel organiske eller fargesensibiliserte materialer. Men sammenlignet med krystallinske silisiumbaserte celler, er deres effektkonverteringseffektivitet relativt lave. Perovskites er hybrid organisk uorganiske fotovoltaiske materialer, som er billige å produsere og lette å produsere. De har nylig fått stor oppmerksomhet, da effektiviteten av perovskite solceller har økt raskt til nivået av silikon teknologier de siste årene.

Ved hjelp av perovskites har en koreansk forskergruppe, ledet av professor Seunghyup Yoo fra Korea Advanced Institute of Science and Technology og professor Nam-Gyu Park i Sungkyunkwan University, utviklet en semi-gjennomsiktig solcelle som er svært effektiv og fungerer veldig effektivt som en termisk speil.

En nøkkel til å oppnå effektive halvtransparente solceller er å utvikle en gjennomsiktig elektrode til cellens øverste lag som er kompatibel med det fotoaktive materialet. Koreas team utviklet en "top transparent electrode" (TTE) som fungerer bra med perovskite solceller. TTE er basert på en flerlagsstabel bestående av en metallfilm sandwichet mellom et høyt brytningsindekslag og et grensesnittbufferlag. Denne TTE, plassert som en solcelle øverste lag, kan fremstilles uten å skade ingrediensene som brukes i utviklingen av perovskite solceller. I motsetning til konvensjonelle transparente elektroder som bare overfører synlig lys, spiller lagets TTE den dobbelte rollen slik at det synlige lyset kan passere samtidig som det reflekterer infrarøde stråler.

De halvtransparente solceller laget med TTE-ene viste en gjennomsnittlig effektomformingseffektivitet så høy som 13, 3%, noe som reflekterte 85, 5% av innkommende infrarødt lys. For tiden tilgjengelige krystallinske silisium solceller har opptil 25% effektivitet, men er ugjennomsiktig.

Teamet mener at dersom de semi-gjennomsiktige perovskite solceller er oppskalert for praktiske anvendelser, kan de brukes i solvinduer for bygninger og biler, som ikke bare genererer elektrisk energi, men også tillater smart varmebehandling i innemiljøer, og derved bruker solenergi energi mer effektivt og effektivt.

menu
menu