Дослідницькій групі під керівництвом доктора Чон Де Квона з Департаменту енергетики та електронних матеріалів Корейського інституту матеріалознавства вдалося створити першу у світі прозору тонкоплівкову сонячну батарею на гнучкій підкладці, яка демонструє різні кольори, що відбивають, і робить істотно не знижують ефективність сонячної батареї. Результати дослідження були опубліковані в Chemical Engineering Journal.
Це технологія, яка забезпечує відбивний колір в одному матеріалі шляхом періодичного додавання водню в оксид цинку, легований алюмінієм, який є прозорим електродом, щоб викликати різницю показників заломлення.
Завдяки розробці багатошарової тонкої плівки з надзвичайно низькою різницею показників заломлення менше ніж 5 %, втрати від відбиття в області видимого світла, що поглинається пристроєм сонячної батареї, були мінімізовані. Він може бути застосований до різних поглиначів для тонкоплівкових сонячних елементів, оскільки він майже не знижує ефективність сонячних елементів через колірну реалізацію. Крім того, очікується, що він слугуватиме еталоном для покращення естетики прозорих тонкоплівкових сонячних елементів з гнучкою підкладкою для BIPV (інтегрована фотоелектрична установка в будівлі) та VIPV (інтегрована фотоелектрична установка для автомобіля).
На сьогодні технологія багатошарового розрідження для матеріалів із великою різницею показників заломлення, технологія тонкоплівкового покриття з контролем кольору для розробки оптичних властивостей і технологія структурного кольору, що імітує природну структуру, використовувалися як методи нанесення кольору для покращення естетики прозорих тонкоплівкових сонячних променів. клітини. Однак ці технології не підходять для сонячних елементів, які поглинають видиме світло через широку смугу відбиття та високу відбивну здатність, або вони вимагають складних технологій, які важко застосувати промислово з точки зору двох або більше матеріалів і процесів.
Дослідницька група сформувала багатошарові тонкі плівки з різними показниками заломлення за допомогою періодичних водневих реакцій під час осадження тонких плівок оксиду цинку за допомогою методу вакуумного напилення, який використовується в загальних процесах виробництва напівпровідників і сонячних елементів. Потім вони отримали три основні кольори світла, регулюючи товщину багатошарової тонкої плівки. У той час колір електрода був добре реалізований навіть при застосуванні до сонячної батареї, яка поглинає світло у видимому діапазоні світла.
Багатошаровий прозорий тонкоплівковий електрод на основі одного матеріалу не потребує додаткової обробки. Очікується, що різноманітні кольори та висока ефективність тонкоплівкових сонячних елементів можуть бути реалізовані за низькою ціною. Крім того, оскільки відбиваючий колір реалізований як оптичний фільтр, його можна застосовувати до різних полів, таких як датчики зображення, маски для фотолітографії та інфрачервоне екранування.
Доктор Чон Де Квон, головний дослідник, сказав: «Після комерціалізації ця технологія допоможе розробити просту та безпроцесну технологію світлофільтра та високоефективні тонкоплівкові сонячні батареї з прозорою кольоровою гнучкою підкладкою, а також реалізувати Системи BIPV для сучасних будівель і системи VIPV для транспортних засобів з естетичними характеристиками».
Це дослідження було виконано в рамках проекту фундаментальних досліджень Корейського інституту матеріалознавства та проекту розвитку енергетичних технологій Корейського інституту оцінки та планування енергетичних технологій. На основі цього дослідження дослідницька група активно проводить подальші дослідження в галузі сонячних модулів, які виражають кольори, враховуючи як естетичні, так і практичні аспекти BIPV. Джерело