研究者たちが高効率透明太陽電池開発、シリコンマイクロワイヤ複合材使用
近年、太陽エネルギーが社会需要満たせると信じる科学者たちにより、透明太陽電池研究の扉が開かれました。次世代の大物になる可能性があります。
このフォトボルタイクス現象には、光透過（可視透明性）と発電（光電変換効率）の間で避けられないトレードオフがあります。これまで、着色透明太陽電池で低エネルギー効率・控えめ透明度のもの様々見られました。電子デバイス、自動車窓、建物一体型光起電力窓への導入には不向き。
今回、韓国蔚山国立科学技術院（UNIST）研究者たちが、シリコンマイクロワイヤ複合材使用でエネルギー効率良い透明太陽電池開発。柔軟透明ポリマー材料に円筒形シリコンロッド埋め込み。
従来透明太陽電池との違い
既存透明太陽電池は主に色素、有機物、ペロブスカイトベース。新フレキシブル・色中立太陽電池はn-シリコンマイクロワイヤパターンベース。深部反応性イオンエッチング法で制御可能間隔のマイクロワイヤ作製、柔軟透明ポリマーマトリックスに埋め込み。
シリコンロッドからの反射光制御で効率向上設計。具体的には、マイクロワイヤ間隔変更で光透過率10-55%調整可能。
仕組み
各シリコンロッドが光活性層として機能：光吸収し発電。ロッドを肉眼不可視特定間隔配列、基板自体の柔軟・透明特性維持。透明性損なわず光吸収能力向上のため、シリコンマイクロワイヤ先端形状を劇的に変更。従来太陽電池では吸収・透過・反射発生するが、反射光活用せず。新構造では反射光を太陽電池内部へ再吸収：ロッド頂点反射光を隣ロッドが吸収。
傾斜先端マイクロワイヤベース透明太陽電池は、可視透明度10%で8%効率達成。シリコンベース透明太陽電池中最高効率。数十回曲げ試験後も初期効率維持。他色中立透明太陽電池が硬質ガラス基板製造なのに対し、フレキシブルでモバイル/ウェアラブルデバイス〜建物一体型発電まで多様な実用応用可能。
産業技術
- 太陽電池：初期実験から現代フォトボルタイクスまで
- 基本トランスの自作：ステップバイステップガイド
- 特殊用途電池：水銀標準電池から燃料電池、太陽電池、化学検知電池まで
- 気候変動が太陽電池効率を脅かす：MIT研究が影響を予測
- ナノツリーZnOナノワイヤーで染料増感太陽電池効率を向上
- 高効率グラフェン太陽電池：TFSAドーピングで9%変換効率達成
- ナノヘテロ接合：コロイド量子ドットで太陽電池効率を向上
- 高効率・低コストペロブスカイト太陽電池：進展、課題、将来方向性
- メタノール後処理PEDOT:PSS正孔輸送層でSi/有機ハイブリッド太陽電池効率12.2%達成
- 制御された水熱合成によるZnOナノ結晶で反転型ポリマー太陽電池を高性能化
- 逐次蒸着ハイブリッドペロブスカイト層による高効率平面ペロブスカイト太陽電池