TSC's zijn opkomende apparaten die de voordelen van zichtbare transparantie en licht-naar-elektriciteitsconversie combineren. Een van de waardevolle toekomstige toepassingen van dergelijke apparaten is hun integratie in gebouwen, voertuigen, of draagbare elektronica. Daarom, kleurperceptie en flexibiliteit zijn belangrijk, evenals efficiëntie. Momenteel, bestaande transparante zonnecellen zijn voornamelijk gebaseerd op organische stoffen, kleurstoffen, perovskieten en amorf Si; echter, de kleur getinte transparante aard of stijfheid van die apparaten beperkt sterk het nut van de resulterende TSC's voor toepassingen in de echte wereld.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassingen , wetenschappers van de afdeling Materials Science and Engineering, Ulsan Nationaal Instituut voor Wetenschap en Technologie, Republiek Korea en medewerkers ontwikkelden flexibele en efficiënte transparante zonnecellen die kleurneutraal zijn. Gebaseerd op de siliciummicrodraden ingebed in de transparante polymeermatrix, ze toonden transparant, flexibele en zelfs rekbare zonnecellen. Deze vrijstaande folie is met succes toegepast voor bouwstenen van transparante zonnecellen. Een heterojunctie tussen een n-type Si en p-type polymere halfgeleider wordt gevormd aan het bovenste gedeelte en een transparante geleidende film aan de onderkant van het apparaat. De transparantie van de apparaten kan worden afgesteld van ~ 10% tot 55% door de afstand tussen de microdraden aan te passen. Bovendien, na de cyclische buigtest of onder de buigende staat, de prestatie bleef behouden zonder een significante daling. wat aangeeft dat de transparante zonnecellen een uitstekende flexibiliteit hebben. Deze rekbare en transparante vrijstaande vorm van microdraadarray / polymeercomposietfilm in deze studie is veelbelovend voor toekomstige transparante zonnecellen.

Transparante zonnecellen hebben een onvermijdelijke afweging tussen energieopwekking en lichttoetreding. Daarom, op basis van de criteria voor transparante zonnecellen, er is een onvermijdelijk compromis in efficiëntie om transparantie te bereiken. Dit maakt transparante zonnecellen moeilijk voor het verkrijgen van hoge prestaties. Bij het oplossen van dit probleem, deze wetenschappers stellen hun strategie voor om hoogwaardige transparante zonnecellen te verkrijgen.

"In principe, de zonnecellen kunnen elektriciteit opwekken uit geabsorbeerd licht. Daarom, het bereiken van hoge prestaties en het behouden van transparantie is een grote uitdaging. We onthulden een absorptiemechanisme in de Si-microdraad-array en ontwikkelden de nieuwe morfologie van microdraden die het pad van licht kunnen manipuleren. Als resultaat, we hebben met succes de lichtabsorptie verbeterd, die kunnen bijdragen aan de door licht opgewekte stroom in de transparante zonnecellen die de transparantie behouden."

"De transparante zonnecel op basis van vrijstaande film met geavanceerde lichtabsorptietechnieken toont de energieconversie-efficiëntie van meer dan 8% tot 10% van de zichtbare transparantie, die vergelijkbaar is met state-of-the-art neutraal gekleurde transparante zonnecellen op basis van organische stoffen en perovskieten, " voegden ze eraan toe.

"Bovendien, de apparaten zijn gebaseerd op de Si-wafer die al is doorgelicht en veel wordt gebruikt in de Si-zonnecelmarkt. Daarom, deze robuuste, ultralicht en flexibel platform is haalbaar en veelbelovend als gecommercialiseerde transparante zonnecel voor praktische toepassing in de toekomst, ' voorspellen de wetenschappers.