مع شفافية بنسبة 79 في المائة ، تم الكشف عن خلية شمسية غير مرئية تقاطع شوتكي
Jul 27, 2022
باستخدام أكسيد قصدير الإنديوم (ITO) وثاني كبريتيد التنجستن (WS2) كركائز ، طور العلماء اليابانيون خلية شمسية شبه غير مرئية. يعمل ITO و WS2 كقطب كهربائي شفاف وطبقة ضوئية على التوالي.
يُعرف هذا الجهاز الكهروضوئي أيضًا باسم خلية شوتكي الشمسية ، وفقًا لتقرير نُشر مؤخرًا. هذا هو السطح البيني بين المعدن وأشباه الموصلات الذي يوفر أيضًا النطاق الضروري لفصل الشحن. كفاءة تحويل الطاقة لهذه الخلية الشمسية أعلى 1000 مرة من كفاءة الجهاز المرجعي باستخدام أقطاب ITO العادية.
لاحظ العلماء كذلك أن الخلية تتمتع بشفافية بنسبة 79 في المائة وأضافوا: "لقد بحثنا أيضًا في تصنيع الخلايا الشمسية على نطاق واسع. وأظهرت النتائج أنه حتى في حالة زيادة مساحة الجهاز ، فإن الحجم البسيط للقياس باستخدام بلورات WS2 الكبيرة ولا تعمل الأقطاب الكهربائية ذات الطول المتوازي على تحسين الطاقة الإجمالية للجهاز بأكمله ".
تشير المقالة التي تحمل عنوان "تصنيع خلايا شمسية شبه غير مرئية بطبقة واحدة من WS2" إلى تقنية الخلايا الجديدة. قال العلماء أيضًا إن النتائج يمكن أن تساعد في دراسة الخلايا الشمسية شبه غير المرئية باستخدام ثنائي كلوريد المعدن الانتقالي ، من المرحلة الأساسية إلى المرحلة الصناعية الحقيقية.
ونقل التقرير عن العلماء قولهم: "بمجرد انتقال الناقلات المتولدة إلى الأقطاب الكهربائية المعاكسة ، يمكن تحقيق توليد الكهرباء". الفرق في وظيفة العمل بين أحد الأقطاب الكهربائية وأشباه الموصلات يفصل أزواج ثقب الإلكترون المولدة ضوئيًا.
WS2 هو عضو في عائلة مواد ثنائي كلوريد المعدن الانتقالي. في النطاق المرئي ، يحتوي WS2 على فجوة نطاق مناسبة وأعلى معامل امتصاص لكل وحدة سمك ، مما يجعله مثاليًا للخلايا الشمسية شبه غير المرئية. يتم تحقيق تقاطعات itO-WS2 عن طريق رش ITO على ركيزة كوارتز ، وتزرع طبقات WS2 الأحادية بشكل منفصل عن طريق ترسيب البخار الكيميائي.
تعتبر فكرة الخلايا الشمسية شبه غير المرئية جذابة نظرًا للعديد من التطبيقات الجديدة التي يمكن إنشاؤها للخلايا الشمسية الكهروضوئية ، خاصة في المباني. يمكن أن تتجاوز الطاقة الشمسية السقف وأيضًا إلى الجوانب ، خاصةً في الجانب الجنوبي حيث لا يوجد ظل على الإطلاق.
تدرك شركة PV Tech أن شركة الطاقة الشمسية NewEnergyTechnologiesInc. سبق أن طورت خلية شمسية شفافة وتزعم أنها تنتج هذه الخلية الشمسية "غير المرئية" بكميات كبيرة لأنها شفافة جدًا لدرجة أنه حتى لو تم تثبيتها على سطح النافذة ، فإنها لا تؤثر على انتقال الضوء من الزجاج. لن يتأثر الزجاج بنقل الضوء.
في العام الماضي ، ادعى باحثون كوريون جنوبيون أيضًا أنهم وجدوا طريقة فعالة وغير مكلفة لتحويل الخلايا الشمسية من معتمة إلى شفافة. تميل الخلايا الشمسية الشفافة الموجودة إلى أن يكون لها مسحة ضاربة إلى الحمرة وتكون أقل كفاءة ، ولكن عن طريق ثقب ثقوب يبلغ قطرها حوالي 100 ميكرومتر (حجم الشعرة) في رقاقة السيليكون البلورية ، يمكن السماح للضوء بالمرور دون الحاجة إلى تلوين الخلية . يتم توزيع هذه الثقوب بشكل استراتيجي على الرقاقة بحيث لا تستطيع العين البشرية "رؤيتها". نُشر البحث في مجلة Joule.
في العقود الأخيرة ، أصبحت الخلايا الشمسية أرخص وأكثر كفاءة وأكثر ملاءمة للبيئة. ومع ذلك ، تقتصر التطبيقات الحالية للوحدات الشمسية على أسطح المنازل ومحطات الطاقة الشمسية البعيدة ، ويجدر التفكير في كيفية استخدامها بشكل أفضل في حياة الناس.
ماذا لو ، على سبيل المثال ، يمكن دمج الجيل التالي من الوحدات الشمسية في النوافذ والمباني وحتى شاشات الهاتف المحمول؟
