Forskare i Korea har hittat en effektiv och billig strategi för att förvandla solceller från ogenomskinliga till transparenta. Befintliga transparenta solceller tenderar att ha en rödaktig nyans och lägre effektivitet, men genom att stansa hål som är cirka 100 μm i diameter (jämförbar i storlek med ett människohår) på kristallina kiselwafers, den släpper igenom ljus utan att färga. Hålen är sedan strategiskt fördelade, så det mänskliga ögat kan inte "se" mönstret. Verket visas den 11 december i tidskriften Joule .

Att göra transparenta solceller av naturligt ogenomskinligt kristallint kisel är ett av de mest utmanande problemen inom solenergiområdet. De flesta solceller offrar sin transparens för att maximera sin effektivitet. De bästa solcellerna på marknaden har en verkningsgrad på över 20 procent. Den genomskinliga neutralfärgade solcellen som forskargruppen utvecklade visade långtidsstabilitet med en omvandlingseffektivitet på 12,2 procent med hög effekt.

"Mina teammedlemmar drog slutsatsen att kristallint kisel är det bästa materialet för att utveckla det glasliknande, hög effektivitet, hög stabilitet, och neutralfärgad solcell, " säger Kwanyong Seo, vid Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), co-senior författare på tidningen tillsammans med Seungwoo Lee från Korea University. "Vid första tanke, det var en galen idé för oss alla. Problemet var att kristallint kisel inte är genomskinligt, så framför oss, ingen försökte göra transparent kristallint kisel med neutrala färger."

Seo säger att den genomskinliga solcellen är ett idealiskt material för att förvandla fönster till solpaneler. "Nuvarande solceller behöver utrymme. På marken eller tillräckligt med utrymme på taket, " säger han. "Men takförhållandet blir mindre och mindre jämfört med fönsterytan."

Vidare, de flesta fönster är vertikalt placerade, vilket gör att ljus träffar fönstren i låg vinkel. När den träffas av lågvinkelljus, den elektriska strömmen i konventionella celler sjunker nästan 30 procent, medan transparenta solceller minskar med mindre än 4 procent – ​​vilket gör att den kan utnyttja solenergin mer effektivt.

"Vi vill byta ut nuvarande fönster, " säger Seo. "Det finns många saker vi måste övervinna, såsom föreskrifterna i lag. Vi behöver också ha den mekaniska stabiliteten och styrkan för att använda vår enhet för att ersätta det nuvarande fönstret i byggnaden."

Dock, kommersialiseringen av det transparenta kristallina kislet är lovande. Förutom mönstringen av wafers, tillverkningsprocessen liknar konventionella solceller i branschen. Nästa steg för teamet är att skala upp enheten till 25 cm2 (3,88 in2) och öka effektiviteten till 15 procent.

"Kiselsubstrat är ett mycket populärt material inom halvledarindustrin, " säger Seo. "Vi tror att denna vision kan tillämpas på många olika applikationer, såsom transparent elektronik. Det kan också användas på mobila enheter som energikälla."