TSC:er är nya enheter som kombinerar fördelarna med synlig transparens och ljus-till-el-konvertering. En av de värdefulla framtida tillämpningarna av sådana enheter är deras integration i byggnader, fordon, eller bärbar elektronik. Därför, färguppfattning och flexibilitet är viktiga såväl som effektivitet. För närvarande, befintliga transparenta solceller är huvudsakligen baserade på organiska ämnen, färgämnen, perovskiter och amorft Si; dock, den färgtonade transparenta karaktären eller styvheten hos dessa enheter begränsar starkt användbarheten av de resulterande TSC:erna för verkliga applikationer.

I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och tillämpningar , forskare från Institutionen för materialvetenskap och teknik, Ulsan National Institute of Science and Technology, Republiken Korea och medarbetare utvecklade flexibla och effektiva transparenta solceller som har färgneutralitet. Baserat på kiselmikrotrådarna inbäddade i den transparenta polymermatrisen, de visade sig transparenta, flexibla och till och med töjbara solceller. Denna fristående film användes framgångsrikt för byggstenar av transparenta solceller. En heteroövergång mellan en n-typ Si och p-typ polymer halvledare bildas vid den övre delen och en transparent ledande film i botten av anordningen. Transparensen för enheterna kan ställas in från ~10% till 55% genom att justera avståndet mellan mikrotrådarna. Dessutom, efter det cykliska böjningsprovet eller under böjtillståndet, prestandan bibehölls utan någon betydande minskning. vilket indikerar att de transparenta solcellerna har utmärkt flexibilitet. Denna töjbara och genomskinliga fristående form av mikrotrådarray/polymerkompositfilm i denna studie är lovande för framtida transparenta solceller.

Transparenta solceller har en oundviklig avvägning mellan energigenerering och ljusinsläpp. Därför, baserat på kriterierna för transparenta solceller, Det finns en oundviklig kompromiss i effektivitet för att uppnå transparens. Detta gör transparenta solceller svåra att få hög prestanda. För att övervinna detta problem, dessa forskare föreslår sin strategi för att få högpresterande transparenta solceller.

"I grund och botten, solcellerna kan generera elektricitet från absorberat ljus. Därför, att uppnå hög prestanda samt att upprätthålla transparens är mycket utmanande. Vi avslöjade en absorptionsmekanism inuti Si-mikrotrådsarrayen och utvecklade den nya morfologin hos mikrotrådar som kan manipulera ljusets väg. Som ett resultat, vi har framgångsrikt förbättrat ljusabsorptionen, vilket kan bidra till att den ljusgenererade strömmen i de transparenta solcellerna bibehåller transparensen."

"Den transparenta solcellen baserad på fristående film med avancerade ljusabsorptionstekniker visar effektomvandlingseffektiviteten över 8 % till 10 % av synlig transparens, som är jämförbar med toppmoderna transparenta solceller i neutral färg baserade på organiska ämnen och perovskiter, " lade de till.

"Dessutom, enheterna är baserade på Si-wafern som redan är genomgången och används allmänt på Si-solcellsmarknaden. Därför, denna robusta, ultralätt och flexibel plattform är genomförbar och lovande som en kommersialiserad transparent solcell för praktisk tillämpning i framtiden, ", förutspår forskarna.