研究者は柔軟でマルチな開発を行っています。

2023 年 8 月 28 日

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国家科学技術研究評議会による

韓国物質科学研究院エネルギー・電子材料学科のJung-dae Kwon博士率いる研究チームは、異なる反射色を示し、さまざまな反射色を呈する世界初の透明薄膜太陽電池をフレキシブル基板上に実現することに成功した。太陽電池の効率を大幅に低下させることはありません。 研究結果はChemical Engineering Journalに掲載された。

透明電極であるアルミニウムをドープした酸化亜鉛に周期的に水素を導入し、屈折率差を生じさせることで単一材料で反射色を実現する技術。

屈折率差が5%未満という極めて低い多層薄膜を設計することで、太陽電池素子が吸収する可視光領域での反射損失を最小限に抑えました。 着色による太陽電池効率の低下が少ないため、薄膜太陽電池用の各種吸収体への応用が可能です。 さらに、BIPV（建築物一体型太陽光発電）やVIPV（車両一体型太陽光発電）用のフレキシブル基板透明薄膜太陽電池の美観を向上させるためのベンチマークとしての役割も期待されています。

これまで、透明薄膜太陽光発電の美観を向上させる着色手法として、屈折率差の大きな材料の多層薄膜化技術、光学特性を設計する色制御薄膜コーティング技術、自然構造を模倣した構造色技術が用いられてきました。細胞。 しかし、これらの技術は、反射帯域が広く反射率が高いため、可視光を吸収する太陽電池には適していない、あるいは複数の材料やプロセスからなる複雑な技術を必要とし、工業的に応用することが困難である。

研究チームは、一般的な半導体や太陽電池の製造プロセスで用いられる真空スパッタリング蒸着法を用いて酸化亜鉛薄膜を成膜しながら、周期的な水素反応により屈折率の異なる多層薄膜を形成した。 そして、多層薄膜の厚さを調整することで光の三原色を実現した。 当時は可視光域の光を吸収する太陽電池に適用しても電極の色をうまく表現できました。

単一材料をベースとした多層透明薄膜電極は追加の加工を必要としません。 薄膜太陽電池の多彩な色彩と高効率を低コストで実現できることが期待されています。 また、反射色を光学フィルターとして実装しているため、イメージセンサー、フォトリソマスク、赤外線遮蔽などの様々な分野への応用が可能です。