В попытке смягчить климатический кризис и обеспечить переход на чистые источники энергии исследователи разрабатывают концепцию получения электричества из солнечного света путем интеграции фотоэлементов в окна, транспортные средства, экраны смартфонов и другие объекты. Но для этого солнечные элементы должны быть удобными и прозрачными, пишет EurekAlert.

Традиционные солнечные элементы бывают либо «мокрого» типа (на основе растворов), либо «сухого» (из металлооксидных полупроводников). У вторых есть небольшое преимущество перед первыми: они более надежные, экологичные и эффективные. Более того, металл-оксиды хорошо подходят для улавливания ультрафиолетового света. Несмотря на все это, однако, потенциал прозрачных фотоэлементов из металл-оксидных полупроводников до сих пор не изучен до конца.

Ученые из Инчхонского национального института придумали инновационный дизайн прозрачных металлооксидных фотоэлементов. Они нанесли сверхтонкий слой кремния между двумя прозрачными металлооксидными полупроводниками — из оксида цинка и оксида никеля.

У этой конструкции есть три преимущества. Во-первых, она позволяет использовать свет более длинных волн, в отличие от обычных прозрачных фотоэлементов. Во-вторых, происходит более эффективный сбор фотонов. В-третьих, обеспечивается ускоренный перенос заряженных частиц к электродам. Вдобавок, такие элементы могут в потенциале генерировать электричество даже при слабом освещении — например, в облачные или дождливые дни.

В конце лета международная команда ученых представила солнечные панели с 10,8% эффективности и 45,8% прозрачности — рекордными показателями для элементов подобного типа. При разработке панелей специалисты использовали вместо кремния органические соединения на основе карбона.