(Phys.org) -- UCLA-forskare har utvecklat en ny genomskinlig solcell som är ett framsteg mot att ge fönster i hem och andra byggnader möjligheten att generera elektricitet samtidigt som de tillåter människor att se utanför. Deras studie visas i tidskriften ACS Nano .

UCLA -teamet beskriver en ny typ av polymer solcell (PSC) som producerar energi genom att absorbera främst infrarött ljus, inte synligt ljus, vilket gör cellerna nästan 70 % genomskinliga för det mänskliga ögat. De gjorde enheten av en fotoaktiv plast som omvandlar infrarött ljus till en elektrisk ström.

"Dessa resultat öppnar potentialen för synligt transparenta polymersolceller som tilläggskomponenter av bärbar elektronik, smarta fönster och byggnadsintegrerade solceller och i andra applikationer, " sa studieledaren Yang Yang, en UCLA professor i materialvetenskap och teknik, som också är chef för Nano Renewable Energy Center vid California NanoSystems Institute (CNSI).

Yang tillade att det har funnits ett intensivt världsomspännande intresse för så kallade polymersolceller. "Våra nya PSC är gjorda av plastliknande material och är lätta och flexibla, sade han. Ännu viktigare, de kan produceras i hög volym till låg kostnad."

Polymersolceller har väckt stor uppmärksamhet på grund av sina fördelar gentemot konkurrerande solcellsteknologier. Forskare har också intensivt undersökt PSC:er för deras potential att göra unika framsteg för bredare tillämpningar. Flera sådana applikationer skulle möjliggöras av högpresterande, synligt genomskinliga fotovoltaiska (PV) enheter, inklusive byggnadsintegrerad solcell och integrerade PV-laddare för bärbar elektronik.

Tidigare, många försök har gjorts för att visa synligt transparenta eller halvtransparenta PSC. Dock, Dessa demonstrationer resulterar ofta i låg transparens för synligt ljus och/eller låg enhetseffektivitet eftersom lämpliga polymera PV-material och effektiva transparenta ledare inte var väl utplacerade i enhetens design och tillverkning.

Ett team av UCLA-forskare från California NanoSystems Institute, UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science och UCLAs institution för kemi och biokemi har visat hög prestanda, lösningsbehandlad, synligt transparenta polymersolceller genom inkorporering av nära-infraröd ljuskänslig polymer och användning av silver nanotrådskompositfilmer som den översta transparenta elektroden. Den nära-infraröda fotoaktiva polymeren absorberar mer nära-infrarött ljus men är mindre känslig för synligt ljus, balanserar solcellsprestanda och transparens i det synliga våglängdsområdet.

Ett annat genombrott är den genomskinliga ledaren gjord av en blandning av silver nanotråd och titandioxid nanopartiklar, som kunde ersätta den ogenomskinliga metallelektroden som användes tidigare. Denna kompositelektrod tillåter också att solcellerna tillverkas ekonomiskt genom lösningsbearbetning. Med denna kombination, 4% effektomvandlingseffektivitet för lösningsbearbetade och synligt transparenta polymersolceller har uppnåtts.

"Vi är glada över denna nya uppfinning på transparenta solceller, som tillämpade våra senaste framsteg inom transparenta ledningsfönster (även publicerad i ACS Nano ) för att tillverka dessa enheter, " sa Paul S. Weiss, CNSI-direktör och Fred Kavli ordförande i NanoSystems Sciences.