עם שקיפות של 79 אחוז, נחשף תא סולארי בלתי נראה בצומת Schottky
Jul 27, 2022
באמצעות אינדיום תחמוצת בדיל (ITO) וטונגסטן דיסולפיד (WS2) כמצעים, מדענים יפנים פיתחו תא סולארי כמעט בלתי נראה. ה-ITO וה-WS2 פועלים כאלקטרודה שקופה ושכבה פוטו-אקטיבית בהתאמה.
מכשיר פוטו-וולטאי זה ידוע גם כתא סולארי של צומת Schottky, על פי דו"ח שפורסם לאחרונה. זהו ממשק בין מתכת ומוליך למחצה המספק עוד יותר את הרצועה הדרושה להפרדת מטען. יעילות המרת ההספק של תא סולארי זה גבוהה פי 1000 מזו של מכשיר ייחוס המשתמש באלקטרודות ITO רגילות.
עוד מציינים המדענים כי לתא יש שקיפות של 79 אחוזים ומוסיפים: "חקרנו גם את הייצור בקנה מידה גדול של תאים סולאריים. התוצאות מראות שגם אם שטח המכשיר גדל, קנה מידה פשוט באמצעות גבישי WS2 גדולים ואלקטרודות באורך מקביל אינן משפרות את ההספק הכולל של המכשיר כולו."
המאמר שכותרתו "ייצור תאים סולאריים כמעט בלתי נראים עם שכבה אחת של WS2" מתייחס לטכנולוגיית התאים החדשה. המדענים אמרו גם שהממצאים יכולים לסייע בחקר תאים סולאריים כמעט בלתי נראים באמצעות דיכלוריד מתכת מעבר, מהשלב התעשייתי הבסיסי לאמיתי.
הדו"ח מצטט את המדענים שאומרים, "ברגע שהספקים שנוצרו עוברים לאלקטרודות ההפוכות, ניתן להשיג ייצור חשמל". ההבדל בתפקוד העבודה בין אחת האלקטרודות לבין המוליך למחצה מפריד בין זוגות האלקטרון-חורים שנוצרו בפוטו.
WS2 הוא חבר במשפחה של חומרי דיכלוריד מתכת מעבר. בטווח הנראה ל-WS2 יש פער פס מתאים ומקדם הספיגה הגבוה ביותר ליחידת עובי, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור תאים סולאריים כמעט בלתי נראים. חיבורי itO-WS2 מושגים על ידי קיצוץ ITO על מצע קוורץ, ושכבות WS2 מונו-שכבות גדלות בנפרד על ידי שקיעת אדים כימית.
הרעיון של תאים סולאריים כמעט בלתי נראים הוא אטרקטיבי בשל היישומים החדשים הרבים שניתן ליצור עבור פוטו סולאריים, במיוחד על מבנים. האנרגיה הסולארית יכולה לעבור מעבר לגג וגם לדפנות, במיוחד בצד הדרומי שבו אין צל כל שהוא.
PV Tech מבינה שחברת השמש NewEnergyTechnologiesInc. פיתחה בעבר תא סולארי שקוף וטוענת לייצור המוני של התא הסולארי ה"בלתי נראה" הזה מכיוון שהוא כל כך שקוף שגם אם הוא מותקן על פני השטח של חלון, הוא לא משפיע על העברת האור של הזכוכית. הזכוכית לא תושפע מהעברת האור.
בשנה שעברה, גם חוקרים דרום קוריאנים טענו שמצאו דרך יעילה וזולה להמיר תאים סולאריים מאטומים לשקופים. תאים סולאריים שקופים קיימים נוטים להיות בעלי גוון אדמדם והם פחות יעילים, אך על ידי ניקוב חורים בקוטר של כ-100 מיקרומטר (בגודל של שערה) לתוך פרוסת הסיליקון הגבישית, ניתן לאפשר לאור לעבור דרכו מבלי צורך לצבוע את התא . חורים אלו מפוזרים בצורה אסטרטגית על הוופל כך שהעין האנושית לא יכולה "לראות" אותו. המחקר פורסם בכתב העת Joule.
בעשורים האחרונים, תאים סולאריים הפכו לזולים יותר, יעילים יותר וידידותיים יותר לסביבה. עם זאת, היישומים הנוכחיים של מודולים סולאריים מוגבלים לגגות ולתחנות כוח סולאריות מרוחקות, וכדאי לחשוב כיצד ניתן להשתמש בהם טוב יותר בחייהם של אנשים.
מה אם, למשל, ניתן היה לשלב את הדור הבא של מודולים סולאריים בחלונות, בניינים ואפילו מסכי טלפון נייד?
