透明な太陽電池の実用性を実証

仁川国立大学の研究チームが、透明な太陽電池の実用性を実証しました。

この実証によって、窓などの光を取り入れる場所においても太陽光発電が可能となり、車や家全体に設置する事で外観を損なわないエネルギー変換をもたらす事が期待されます。

The idea of transparent solar cells is well known, but this novel application where scientists have been able to translate this idea into practice is a crucial new finding. At present, the materials making the solar cell opaque are the semiconductor layers, those responsible for capturing light and translating it into an electrical current. Hence, Prof. Kim and his colleagues looked at two potential semiconductor materials, identified by previous researchers for their desirable properties.

参照元：http://www.inu.ac.kr/user/boardList.do?command=view&page=1&boardId=555310&boardSeq=606869&id=inueng_050700000000&NewIpsi=&NewEng=&NewComm=&categoryDepth=0005
– 仁川国立大学 Incheon National University. Dec 28 2020 –

パリの気候変動協定から5年後、すべての目が炭素のない未来への道の世界の進歩に注目しています。

この目標の重要な部分は、化石燃料から太陽、水、風力、波力エネルギーなどの再生可能エネルギー源へのエネルギー転換です。

その中で、太陽エネルギーは、地球上で最も信頼性が高く豊富なエネルギー源として、常に科学界で最も高い期待を抱いています。

ここ数十年で、太陽電池はより安く、より効率的になり、環境にやさしいものになりました。

しかし、現在の太陽電池は不透明である傾向があり、屋根や遠隔地のソーラーファームに並べることに制約されて、日常の材料への幅広い使用と統合を妨げています。

しかし、次世代のソーラーパネルを窓、建物、さらには携帯電話の画面に統合できるとしたらどうでしょうか。

それは、韓国の仁川国立大学の電気工学科のキム・ジュンドン教授の希望です。

Journal of Power Sourcesに掲載された最近の研究で、彼と彼の同僚は、最新の発明である完全に透明な太陽電池について詳しく説明しています。

キム教授は話します。

「透明な太陽電池のユニークな特徴は、人間の技術にさまざまな用途がある可能性があります。」

透明な太陽電池のアイデアはよく知られていますが、科学者がこのアイデアを実践に移すことができたこの新しいアプリケーションは、重要な新しい発見です。

現在、太陽電池を不透明にする材料は半導体層であり、光を捕らえて電流に変換する役割を担っています。

したがって、キム教授と彼の同僚は、以前の研究者によって望ましい特性について特定された2つの潜在的な半導体材料を調べました。

1つ目は、太陽電池の製造にすでに広く使用されている有名な半導体である二酸化チタン（TiO 2）です。その優れた電気的特性の上、のTiO 2は、環境に優しいと非毒性物質です。

この材料は、可視光範囲の大部分を通過させながら、UV光（肉眼では見えない光スペクトルの一部）を吸収します。

この接合部を作るために調査された2番目の材料は、高い光透過性を持つことが知られている別の半導体である酸化ニッケル（NiO）でした。

ニッケルは地球上でミストが豊富な元素の1つであり、その酸化物は低い工業温度で簡単に製造できるため、NiOは環境に優しいセルを作るための優れた材料でもあります。

研究者によって準備された太陽電池は、ガラス基板と金属酸化物電極で構成され、その上に半導体の薄層（最初にTiO 2、次にNiO）を堆積し、最後に銀ナノワイヤーをコーティングして、もう一方の役割を果たしました。

セル内の電極を彼らはいくつかのテストを実行して、デバイスの光の吸光度と透過率、および太陽電池としての有効性を評価しました。

彼らの発見は心強いものでした。

2.1％の電力変換効率で、セルの性能は非常に良好でした。

これは、光スペクトルのごく一部のみを対象としているためです。

セルはまた、応答性が高く、暗い場所でも機能しました。

さらに、可視光の57％以上がセルの層を透過し、セルにこの透明な側面を与えています。

実験の最後の部分で、研究者たちは自分たちのデバイスを使って小さなモーターに電力を供給する方法を示しました。

キム教授は話します。

「この革新的な太陽電池はまだ初期段階にありますが、我々の結果は、セルの光学的および電気的特性を最適化することにより、透明な太陽光発電のさらなる改善が可能であることを強く示唆しています。」

透明な太陽電池の実用性を実証した今、近い将来、その効率をさらに向上させたいと考えています。

それらが実際に現実になるかどうかを知ることができるのはさらなる研究だけですが、すべての意図と目的のために、この新しい技術は、クリーンエネルギーの未来への窓を開きます。