Os pesquisadores desenvolvem soluções flexíveis e multi

28 de agosto de 2023

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pelo Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia

Jung-dae Kwon, do Departamento de Energia e Materiais Eletrônicos do Instituto Coreano de Ciência de Materiais, conseguiu realizar a primeira célula solar de película fina transparente do mundo em um substrato flexível que exibe diferentes cores reflexivas e não não reduz significativamente a eficiência da célula solar. Os resultados da pesquisa foram publicados no Chemical Engineering Journal.

Trata-se de uma tecnologia que obtém cor reflexiva em um único material, incorporando periodicamente hidrogênio em óxido de zinco dopado com alumínio, que é um eletrodo transparente, para induzir uma diferença no índice de refração.

Ao projetar um filme fino multicamadas com uma diferença de índice de refração extremamente baixa, inferior a 5%, a perda de reflexão na região da luz visível absorvida pelo dispositivo de célula solar foi minimizada. Pode ser aplicado a vários absorvedores para células solares de película fina, pois dificilmente reduz a eficiência da célula solar devido à implementação de cores. Além disso, espera-se que sirva como referência para melhorar a estética de células solares de película fina transparentes de substrato flexível para BIPV (construção fotovoltaica integrada) e VIPV (veículo fotovoltaico integrado).

Até o momento, a tecnologia de desbaste multicamadas para materiais com grandes diferenças de índice de refração, a tecnologia de revestimento de filme fino com controle de cor para projetar propriedades ópticas e a estrutura natural que imita a tecnologia de cor estrutural têm sido usadas como métodos de aplicação de cor para melhorar a estética de filmes solares transparentes de filme fino. células. No entanto, estas tecnologias não são adequadas para células solares que absorvem luz visível devido a uma ampla faixa de reflexão e elevada refletividade, ou requerem tecnologias complexas que são difíceis de aplicar industrialmente em termos de dois ou mais materiais e processos.

A equipe de pesquisa formou filmes finos multicamadas com diferentes índices de refração por meio de reações periódicas de hidrogênio enquanto depositava filmes finos de óxido de zinco usando o método de deposição por pulverização catódica a vácuo usado em processos gerais de fabricação de semicondutores e células solares. Eles então obtiveram as três cores primárias da luz ajustando a espessura do filme fino multicamadas. Naquela época, a cor do eletrodo foi bem implementada mesmo quando aplicada a uma célula solar que absorve luz na faixa da luz visível.

O eletrodo de película fina transparente multicamadas baseado em um único material não requer processamento adicional. Espera-se que várias cores e alta eficiência de células solares de película fina possam ser obtidas a um custo baixo. Além disso, como a cor reflexiva é implementada como um filtro óptico, ela pode ser aplicada a diversos campos, como sensores de imagem, máscaras de fotolitografia e blindagem infravermelha.