Ученые изучают способы разработки прозрачных или полупрозрачных солнечных элементов в качестве замены стеклянных стен в современных зданиях с целью использования солнечной энергии. Но это оказалось сложной задачей, потому что прозрачность солнечных элементов снижает их эффективность в поглощении солнечного света, необходимого для выработки электроэнергии.
Типичные солнечные элементы сегодня сделаны из кристаллического кремния, который трудно сделать полупрозрачным. Напротив, полупрозрачные солнечные элементы используют, например, органические или сенсибилизированные красителями материалы. Но по сравнению с элементами на основе кристаллического кремния их эффективность преобразования энергии относительно невысока.
Перовскиты — это гибридные органо-неорганические фотоэлектрические материалы, которые дешевы в производстве и просты в производстве. В последнее время они привлекли к себе большое внимание, поскольку за последние несколько лет эффективность перовскитных солнечных элементов быстро выросла до уровня кремниевых технологий.Используя перовскиты, корейская исследовательская группа во главе с профессором Сынхёп Ю из Корейского передового института науки и технологий и профессором Нам-Гю Пак из Университета Сонгюнкван разработала полупрозрачный солнечный элемент, который очень эффективен и очень эффективно функционирует как тепловое зеркало.Одним из ключей к достижению эффективных полупрозрачных солнечных элементов является разработка прозрачного электрода для верхнего слоя элемента, совместимого с фотоактивным материалом.
Корейская команда разработала «верхний прозрачный электрод» (TTE), который хорошо работает с перовскитными солнечными элементами. TTE основан на многослойном пакете, состоящем из металлической пленки, зажатой между слоем с высоким показателем преломления и межфазным буферным слоем.
Этот TTE, размещенный как самый верхний слой солнечного элемента, может быть изготовлен без повреждения ингредиентов, используемых при разработке перовскитных солнечных элементов. В отличие от обычных прозрачных электродов, которые пропускают только видимый свет, TTE команды играет двойную роль: пропускает видимый свет и в то же время отражает инфракрасные лучи.Полупрозрачные солнечные элементы, изготовленные с использованием TTE, показали средний КПД преобразования энергии до 13,3%, отражая 85,5% входящего инфракрасного света. Доступные в настоящее время солнечные элементы из кристаллического кремния имеют КПД до 25%, но непрозрачны.
Команда считает, что если полупрозрачные перовскитные солнечные элементы будут расширены для практического применения, их можно будет использовать в солнечных окнах для зданий и автомобилей, которые не только вырабатывают электроэнергию, но и позволяют интеллектуальное управление теплом в помещениях, тем самым используя солнечную энергию. энергия более эффективно и действенно.