Les chercheurs développent des

28 août 2023

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relire

par Conseil national de recherches en science et technologie

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Jung-dae Kwon du Département de l'énergie et des matériaux électroniques de l'Institut coréen des sciences des matériaux a réussi à réaliser la première cellule solaire à couche mince transparente au monde sur un substrat flexible qui présente différentes couleurs réfléchissantes et ne ne réduit pas significativement l'efficacité de la cellule solaire. Les résultats de la recherche ont été publiés dans le Chemical Engineering Journal.

Il s'agit d'une technologie qui permet d'obtenir une couleur réfléchissante dans un seul matériau en incorporant périodiquement de l'hydrogène dans de l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, qui est une électrode transparente, pour induire une différence d'indice de réfraction.

En concevant un film mince multicouche avec une différence d'indice de réfraction extrêmement faible, inférieure à 5 %, la perte de réflexion dans la région de la lumière visible absorbée par le dispositif de cellule solaire a été minimisée. Il peut être appliqué à divers absorbeurs pour cellules solaires à couches minces car il ne réduit guère l’efficacité des cellules solaires en raison de la mise en œuvre de la couleur. En outre, il devrait servir de référence pour l'amélioration de l'esthétique des cellules solaires à couches minces transparentes à substrat flexible pour le BIPV (photovoltaïque intégré au bâtiment) et le VIPV (photovoltaïque intégré au véhicule).

À ce jour, la technologie d'amincissement multicouche pour les matériaux présentant de grandes différences d'indice de réfraction, la technologie de revêtement de couche mince de contrôle de couleur pour concevoir des propriétés optiques et la technologie de couleur structurelle imitant la structure naturelle ont été utilisées comme méthodes d'application de couleur pour améliorer l'esthétique des panneaux solaires à couche mince transparente. cellules. Cependant, ces technologies ne conviennent pas aux cellules solaires qui absorbent la lumière visible en raison d'une large bande de réflexion et d'une réflectivité élevée, ou elles nécessitent des technologies complexes difficiles à appliquer industriellement en termes de deux ou plusieurs matériaux et processus.

L'équipe de recherche a formé des films minces multicouches avec différents indices de réfraction grâce à des réactions périodiques avec l'hydrogène tout en déposant des films minces d'oxyde de zinc à l'aide de la méthode de dépôt par pulvérisation sous vide utilisée dans les processus généraux de fabrication de semi-conducteurs et de cellules solaires. Ils ont ensuite obtenu les trois couleurs primaires de la lumière en ajustant l’épaisseur du film mince multicouche. À cette époque, la couleur de l’électrode était bien mise en œuvre, même lorsqu’elle était appliquée à une cellule solaire qui absorbe la lumière dans la plage de la lumière visible.

L'électrode à film mince transparent multicouche basée sur un seul matériau ne nécessite aucun traitement supplémentaire. On s'attend à ce que diverses couleurs et un rendement élevé de cellules solaires à couches minces puissent être réalisées à faible coût. De plus, étant donné que la couleur réfléchissante est mise en œuvre sous forme de filtre optique, elle peut être appliquée à divers domaines tels que les capteurs d'images, les masques de photolithographie et le blindage infrarouge.