Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Jung-dae Kwon del Departamento de Energía y Materiales Electrónicos del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales ha realizado con éxito la primera célula solar transparente de película delgada del mundo sobre un sustrato flexible que puede exhibir diferentes colores reflectantes sin significativamente reduce la eficiencia de las células solares. Los resultados de la investigación fueron publicados en el Journal of Chemical Engineering.
Esta es una técnica para lograr un color reflectante en un solo material agregando periódicamente hidrógeno para inducir una diferencia en el índice de refracción en óxido de zinc dopado con aluminio como electrodo transparente.
Al diseñar películas multicapa con diferencias de índice de refracción extremadamente bajas (menos del 5%), se minimizan las pérdidas por reflexión en la región de luz visible absorbida por el dispositivo de células solares . Esta técnica se puede aplicar a varios absorbentes para células solares de película delgada, ya que la realización del color apenas reduce la eficiencia de las células solares.
Además, se espera que se convierta en un referente para mejorar la estética de las células solares transparentes de película fina sobre sustratos flexibles para BIPV ( Building Integrated Photovoltaic ) y VIPV (Vehicle Integrated Photovoltaic).
Hasta ahora, la tecnología de adelgazamiento multicapa para materiales con grandes diferencias de índice de refracción, la tecnología de recubrimiento de película delgada con control de color para diseñar propiedades ópticas y la tecnología de color estructural para imitar estructuras naturales se han utilizado como aplicaciones de color para mejorar la estética de las transparencias finas. -Método de células solares de película. Sin embargo, debido a la amplia banda de reflexión, la alta reflectividad o la necesidad de tecnologías complejas, es difícil realizar aplicaciones industriales en términos de dos o más materiales y procesos, y estas tecnologías no son adecuadas para células solares que absorben luz visible.
Utilizando el método de deposición por pulverización catódica al vacío utilizado en los procesos generales de fabricación de semiconductores y células solares, el equipo de investigación formó películas multicapa con diferentes índices de refracción mediante reacciones periódicas de hidrógeno mientras depositaba películas de óxido de zinc. Luego, obtuvieron los tres colores primarios de la luz ajustando el espesor de la película multicapa. En aquel momento, incluso cuando se aplicaba a células solares que absorben luz en el rango visible, el color de los electrodos se lograba bien.
Los electrodos de película delgada transparentes multicapa basados en un solo material no requieren procesamiento adicional y se espera que produzcan células solares de película delgada de alta eficiencia de varios colores a bajo costo. Además, dado que el color reflectante se realiza como un filtro óptico, se puede aplicar en diversos campos, como sensores de imagen, fotosensores, elementos optoelectrónicos, comunicaciones ópticas, optoelectrónica, etc.
El investigador principal, el Dr. Jung-dae Kwon, dijo: "Cuando esta tecnología se comercialice, ayudará a desarrollar una tecnología de filtrado simple y sin procesamiento y células solares de película delgada transparentes con sustrato flexible de color eficiente para realizar edificios modernos con características estéticas. Sistema BIPV y sistema VIPV del vehículo."
Esta investigación se llevó a cabo en el marco del Proyecto de Investigación Básica del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales y el Proyecto de Desarrollo de Tecnología Energética del Instituto Coreano de Evaluación y Planificación de Tecnología Energética. Sobre esta base, el equipo de investigación está llevando a cabo activamente investigaciones de seguimiento para desarrollar módulos solares que puedan expresar colores desde la estética y la practicidad de los paneles solares BIPV .
