Блог

Jun 28, 2023

Низкая стоимость, высокая эффективность, несколько цветов.

Разработка прозрачной тонкой пленки с гибкой подложкой и различных цветов Изображение Национального исследовательского совета по науке и технологиям: Прозрачный тонкопленочный солнечный элемент на гибкой подложке

Разработка прозрачной тонкой пленки с гибкой подложкой различных цветов.

Национальный исследовательский совет науки и технологий

изображение: Прозрачный тонкопленочный солнечный элемент на гибкой подложке, изготовленный путем периодического смешивания водорода с материалом из оксида цинка, легированного алюминием, для реализации цвета.посмотреть больше

Фото: Корейский институт материаловедения (KIMS).

Исследовательская группа под руководством доктора Юнг-Дэ Квона из Департамента энергетики и электронных материалов Корейского института материаловедения (KIMS) преуспела в создании первого в мире прозрачного тонкопленочного солнечного элемента на гибкой подложке, которая демонстрирует различные отражающие способности. цвета и не снижает значительно эффективность солнечного элемента. KIMS — финансируемый государством научно-исследовательский институт при Министерстве науки и информационных технологий.

Это технология, которая позволяет добиться отражающего цвета только одного материала за счет периодического включения водорода в материал из оксида цинка, легированный алюминием, который представляет собой прозрачный электрод, чтобы вызвать разницу показателей преломления. Благодаря разработке многослойной тонкой пленки с чрезвычайно низкой разницей показателей преломления менее 5% потери на отражение в области видимого света, поглощаемого солнечным элементом, были сведены к минимуму. Его можно применять к различным поглотителям тонкопленочных солнечных элементов, поскольку он почти не снижает эффективность солнечных элементов из-за цветной реализации. Кроме того, ожидается, что он послужит эталоном для улучшения эстетики прозрачных тонкопленочных солнечных элементов с гибкой подложкой для BIPV (интегрированная фотогальваническая система в зданиях) и VIPV (встроенная фотогальваническая система для транспортных средств).

На сегодняшний день в качестве методов нанесения цвета для улучшения эстетики прозрачных тонкопленочных солнечных элементов используются технология многослойного утонения для материалов с большой разницей показателей преломления, технология тонкопленочного покрытия с контролем цвета для проектирования оптических свойств и технология структурного цвета, имитирующая естественную структуру. Однако эти технологии не подходят для солнечных элементов, которые поглощают видимый свет из-за широкой полосы отражения и высокой отражательной способности или требуют сложных технологий, которые трудно применить в промышленности с точки зрения двух или более материалов и процессов.

Исследовательская группа сформировала многослойные тонкие пленки с различными показателями преломления посредством периодических водородных реакций при нанесении тонких пленок оксида цинка с использованием метода вакуумного напыления, используемого в общих процессах производства полупроводников и солнечных элементов. Затем они получили три основных цвета света, регулируя толщину многослойной тонкой пленки. В то время цвет электрода был хорошо реализован даже применительно к солнечному элементу, поглощающему свет видимого диапазона.

Многослойный прозрачный тонкопленочный электрод на основе одного материала не требует дополнительной обработки. Ожидается, что тонкопленочные солнечные элементы различных цветов и высокой эффективности могут быть реализованы при низкой стоимости. Кроме того, поскольку отражающий цвет реализован в виде оптического фильтра, его можно применять в различных областях, таких как датчики изображения, фотолитографические маски и инфракрасная защита.

Доктор Юнг-Дэ Квон, главный исследователь, сказал: «Когда эта технология будет коммерциализирована, она поможет разработать простую и не требующую технологических процессов технологию светофильтров и высокоэффективные цветные гибкие прозрачные тонкопленочные солнечные элементы с подложкой, а также реализовать Системы BIPV для современных зданий и системы VIPV для транспортных средств с эстетическими характеристиками».

Это исследование проводилось в рамках фундаментального исследовательского проекта Корейского института материаловедения и проекта развития энергетических технологий Корейского института оценки и планирования энергетических технологий при поддержке Министерства науки и ИКТ. Кроме того, результаты исследования были опубликованы 3 августа в журнале Chemical Engineering Journal (IF: 15.1), ведущем журнале (входит в 3% лучших) в области химического машиностроения (первый автор: доктор Чхве Су-вон). , Автор-корреспондент: Пусанский национальный университет, профессор Пунгын Сон, Корейский аэрокосмический университет, профессор Мён Хун Шин). На основе этого исследования исследовательская группа активно проводит последующие исследования в области солнечных модулей, которые выражают цвета, учитывая как эстетические, так и практические аспекты BIPV.