blog

Jun 28, 2023

Baixo custo, alta eficiência, múltiplas cores em

Desenvolvimento de filme fino transparente com substrato flexível e cores diferentes Imagem do Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia: Uma célula solar de filme fino transparente em um substrato flexível

Desenvolvimento de filme fino transparente com substrato flexível e cores diversas

Conselho Nacional de Pesquisa de Ciência e Tecnologia

imagem: Uma célula solar de película fina transparente em um substrato flexível feita pela mistura periódica de hidrogênio com material de óxido de zinco dopado com alumínio para obter corVeja mais

Crédito: Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS)

Jung-dae Kwon do Departamento de Energia e Materiais Eletrônicos do Instituto Coreano de Ciência de Materiais (KIMS) conseguiu realizar a primeira célula solar de película fina transparente do mundo em um substrato flexível que exibe diferentes características reflexivas cores e não reduz significativamente a eficiência da célula solar. KIMS é um instituto de pesquisa financiado pelo governo, subordinado ao Ministério da Ciência e TIC.

Esta é uma tecnologia que atinge a cor reflexiva de apenas um único material, incorporando periodicamente hidrogênio em material de óxido de zinco dopado com alumínio, que é um eletrodo transparente, para induzir uma diferença no índice de refração. Ao projetar um filme fino multicamadas com uma diferença de índice de refração extremamente baixa, inferior a 5%, a perda de reflexão na região da luz visível absorvida pelo dispositivo de célula solar foi minimizada. Pode ser aplicado a vários absorvedores para células solares de película fina, pois dificilmente reduz a eficiência da célula solar devido à implementação de cores. Além disso, espera-se que sirva de referência para melhorar a estética de células solares de película fina transparentes de substrato flexível para BIPV (Building Integrated Photo Voltaic) e VIPV (Vehicle Integrated Photo Voltaic).

Até o momento, a tecnologia de afinamento multicamadas para materiais com grandes diferenças de índice de refração, a tecnologia de revestimento de filme fino com controle de cor para projetar propriedades ópticas e a estrutura natural que imita a tecnologia de cor estrutural têm sido usadas como métodos de aplicação de cores para melhorar a estética de células solares de filme fino transparente. No entanto, estas tecnologias não são adequadas para células solares que absorvem luz visível devido a uma ampla faixa de reflexão e elevada reflectividade ou requerem tecnologias complexas que são difíceis de aplicar industrialmente em termos de dois ou mais materiais e processos.

A equipe de pesquisa formou filmes finos multicamadas com diferentes índices de refração por meio de reações periódicas de hidrogênio enquanto depositava filmes finos de óxido de zinco usando o método de deposição por pulverização catódica a vácuo usado em processos gerais de fabricação de semicondutores e células solares. Eles então obtiveram as três cores primárias da luz ajustando a espessura do filme fino multicamadas. Naquela época, a cor do eletrodo foi bem implementada mesmo quando aplicada a uma célula solar que absorve luz na faixa da luz visível.

Eletrodo de filme fino transparente multicamadas baseado em um único material não requer processamento adicional. Espera-se que várias cores e alta eficiência de células solares de película fina possam ser obtidas a um custo baixo. Além disso, como a cor reflexiva é implementada como um filtro óptico, ela pode ser aplicada a diversos campos, como sensores de imagem, máscaras de fotolitografia e blindagem infravermelha.

Jung-dae Kwon, pesquisador principal, disse:“Quando comercializada, esta tecnologia ajudará a desenvolver tecnologia de filtro de luz simples e sem processo e células solares de película fina transparentes de substrato flexível colorido de alta eficiência, bem como para realizar Sistemas BIPV para edifícios modernos e sistemas VIPV para veículos com características estéticas.”

Esta pesquisa foi realizada no âmbito do projeto de pesquisa básica do Instituto Coreano de Ciência de Materiais e do projeto de desenvolvimento de tecnologia energética do Instituto Coreano de Avaliação e Planejamento de Tecnologia Energética, com o apoio do Ministério da Ciência e TIC. Além disso, os resultados da pesquisa foram publicados em 3 de agosto no Chemical Engineering Journal (IF: 15.1), um periódico de primeira linha (entre os 3 primeiros%) na área de engenharia química (Primeiro Autor: Dr. Choi Soo-won , Autor correspondente: Universidade Nacional de Pusan, Professor Punggeun Song, Universidade Aeroespacial da Coreia, Professor Myung Hoon Shin). Com base nesta pesquisa, a equipe de pesquisa está conduzindo ativamente pesquisas de acompanhamento na área de módulos solares que expressam cores considerando os aspectos estéticos e práticos do BIPV.