نوشته دریا اوزدمیر -14 ژوئیه 2022 -سلول خورشیدی با شفافیت 79 درصد گزارشات علمی
سلول‌های خورشیدی شفاف که پتانسیل تبدیل پنجره‌ها، گلخانه‌ها، پانل‌های شیشه‌ای دستگاه‌های هوشمند و موارد دیگر را به دستگاه‌های جمع‌آوری انرژی دارند، گام دیگری به سوی واقعیت برداشته‌اند.
تیمی از دانشمندان دانشگاه توهوکو در ژاپن با استفاده از اکسید قلع ایندیم (ITO) به عنوان یک الکترود شفاف و دی سولفید تنگستن (WS2) به عنوان یک لایه نور فعال، یک سلول خورشیدی تقریبا نامرئی ایجاد کردند.
به طور قابل توجهی، این سلول پتانسیل دستیابی به شفافیت 79 درصدی را دارد و می‌تواند به دستیابی به سلول‌های خورشیدی تقریباً نامرئی مبتنی بر TMD از مراحل اولیه به مراحل صنعتی واقعاً صنعتی کمک کند.
اما علیرغم پیشرفت های اخیر در پروسکایت و نیمه هادی های آلی، میانگین شفافیت قابل مشاهده این سلول های خورشیدی کمتر از 70 درصد است. هنوز یک چالش ایجاد سلول های خورشیدی شفاف تر بودن است.
این نوع از دستگاه PV برای سلول خورشیدی اتصال شاتکی شناخته شده است. یک رابط بین یک فلز و یک نیمه هادی، نوار مورد نیاز برای جداسازی بار را فراهم می کند. دستگاه پیشنهادی و ساختار باند ایده آل جفت الکترون-حفره فتوتولید شده را با تفاوت در عملکرد کار بین یکی از الکترودها و نیمه هادی جدا می کند.
WS2 عضوی از خانواده مواد دی‌کالکوژنید فلزات واسطه (TMD) است که دانشمندان ادعا می‌کنند برای سلول‌های خورشیدی تقریبا نامرئی به دلیل شکاف‌های نواری قابل قبول در محدوده نور مرئی و بیشترین بازده جذب در هر ضخامت مناسب هستند. به گفته مجله PV، اتصال ITO-WS2 با ایجاد کردن ITO روی یک بستر کوارتز و رشد تک لایه WS2 با استفاده از رسوب شیمیایی بخار (CVD) ایجاد شد.
مانع تماس بین WS2 و ITO با پوشش دادن فلزات نازک مختلف در بالای ITO (Mx/ITO) و معرفی یک لایه نازک از WO3 بین Mx/ITO و تک لایه WS2 تنظیم شد. در نتیجه، ارتفاع مانع شاتکی به طور چشمگیری افزایش یافت (تا 220 مگا ولت)، به طور بالقوه کارایی جداسازی حامل بار را در این سلول خورشیدی نوع شاتکی افزایش داد.
در نتیجه، محققان دریافتند که راندمان تبدیل توان سلول خورشیدی با الکترود بهینه شده (WO3/Mx/ITO) بیش از 1000 برابر بیشتر از دستگاهی است که از الکترود ITO معمولی استفاده می کند.
محققان محاسبه کردند که یک سلول خورشیدی 1 سانتی‌متر مربعی با مقدار بسیار بالا (79 درصد) متوسط انتقال مرئی ممکن است با تکرار آزمایش‌ها روی این دستگاه واحد بهینه‌شده با مقدار مناسب اتصالات سری و موازی، توان کل آن تا 420 pW افزایش یابد.
با کمک مطالعاتی مانند این، ما در نهایت ممکن است پانل های خورشیدی شفاف را توسعه دهیم که پیامدهای گسترده ای خواهد داشت. طبق گزارشات، پنج تا هفت میلیارد متر مربع سطوح شیشه ای در ایالات متحده وجود دارد، از صفحه نمایش تلفن ها گرفته تا آسمان خراش ها. تصور کنید اگر بتوانیم از آن قدرت استفاده کنیم، مقدار زیادی برق تولید می شود.
