Прозрачные солнечные элементы могли бы открыть для нас новые варианты получения чистой возобновляемой энергии — ими можно было бы заменить стекла в окнах небоскребов, покрыть крыши автомобилей или экраны смартфонов. Преследуя эту цель, некоторые команды ученых обращаются к другим материалам, не таким эффективным или надежным, как кремний. Однако исследователи из Южной Кореи уверены, что найденное ими решение проще и выгоднее.
Ученые пришли к выводу, что кристаллический кремний — лучший материл для разработки стабильных, стекловидных, бесцветных и высокоэффективных солнечных элементов.
«Изначально кремний не прозрачный, так что никто до нас не пытался получить прозрачный кристаллический кремний с нейтральными цветами», — пояснил Се Квон Юн, один из руководителей исследования.
Чтобы добиться прозрачности, Се и его команда решили пробить в фотоэлементе крошечные отверстия размером с человеческий волос. Дыры расположены в заданном порядке и невидимы человеческому глазу, но не ухудшают КПД и стабильность элемента.
Испытания показали, что такой фотоэлемент сохраняет производительность 12,2%. Это, конечно, намного хуже, чем у непрозрачных коммерческих элементов (20 — 25%), но лучше, чем у многих прозрачных образцов из других материалов.
Обычно, когда подобные фотоэлементы ставят вертикально, как окна, то лучи света, падая под пологим углом, приводят к спаду электрического тока примерно на 30%. С новыми «дырявыми» кремниевыми элементами такого спада не зафиксировано: во время испытания производительность снизилась менее чем на 4%.
Теперь ученые намерены изготовить масштабную версию солнечного элемента и добиться КПД в 15%. По их словам, производственный процесс не потребует переоборудования производственных линий, так что у разработки есть коммерческие перспективы.
