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Une technologie de panneau solaire qui génère de l’énergie tout en laissant entrer le soleil ? Merveilleux!



Les nouvelles technologies de chercheurs sud-coréens peuvent alimenter des bâtiments intelligents, des appareils mobiles et même aider les robots à voir et à ressentir le monde.

Des chercheurs en Corée du Sud ont développé une autre option potentielle pour les cellules solaires transparentes qui peuvent être utilisées pour remplacer ou compléter le verre afin de fournir une source d’énergie plus durable pour les bâtiments, les appareils mobiles, les automobiles et d’autres applications.

Des scientifiques de l’Université nationale d’Incheon en Corée ont créé une cellule solaire entièrement transparente qui fournit une technologie solaire qui apparaît invisible à l’œil nu tout en bloquant les formes de lumière potentiellement dangereuses, a déclaré Malkeshkumar Patel, professeur adjoint au Laboratoire d’application des appareils photoélectriques et énergétiques (PEDAL ) du Département de génie électrique d’Incheon.

« Une cellule solaire transparente (TSC) est une cellule solaire cachée qui contourne la lumière visible tout en absorbant la lumière UV nocive pour générer de l’énergie électrique », a-t-il déclaré. Nouvelles de conception. En apparaissant invisibles et transparents comme des fenêtres typiques, ces cellules peuvent fournir de l’énergie solaire dans de nombreuses nouvelles applications, a déclaré Patel.

La cellule développée par l’équipe, dirigée par le professeur d’Incheon Joondong Kim, a démontré une efficacité de conversion de puissance de 2,1%, ce qui est comparable à une technologie comparable et un taux important étant donné qu’elle récupère l’énergie d’une petite partie du spectre lumineux, a-t-il déclaré. .

En effet, alors que les cellules solaires commerciales offrent des rendements énergétiques pouvant atteindre 24,4%, a déclaré Patel, elles présentent leurs propres défis et limites en termes de déploiement et d’application.

« Les photons visibles et infrarouges du rayonnement solaire capturés pour la production d’électricité à partir de grands réseaux installés dans des endroits éloignés, loin de la zone urbaine », a-t-il expliqué à Nouvelles de conception. « L’utilisation de la surface opaque des panneaux solaires conventionnels est essentielle pour entraver l’utilisation complète de la vie humaine. Ces problèmes incluent une installation stricte ; les limitations d’intégration avec les systèmes énergétiques émergents tels que les capteurs, les fenêtres et les automobiles ; le poids des panneaux solaires ; et le la nature opaque du panneau, empêchant une utilisation quotidienne. »

Les cellules solaires transparentes, d’autre part, « produisent de l’énergie électrique avec de riches caractéristiques optoélectroniques et une fonction transparente », nous a dit Patel. Les nouvelles cellules développées par l’équipe sont également plus respectueuses de l’environnement à produire en termes de matériaux que les cellules au silicium utilisées dans le commerce, a-t-il déclaré.

Faire progresser la technologie

L’équipe d’Incheon a déjà une expérience dans le développement de cellules solaires transparentes, et la nouvelle recherche s’appuie sur ce travail. Auparavant, les scientifiques dirigés par Kim ont développé un dispositif voltaïque hybride transparent « sec » qui utilise des semi-conducteurs à oxyde métallique au lieu de solutions.

« Nous avons appliqué la structure hybride dans notre précédente technologie de cellules solaires transparentes », a expliqué Patel à Nouvelles de conception. « Nous avons déployé de l’oxyde de zinc [and] de l’oxyde de nickel en tant que semi-conducteurs de type n et de type p et une couche ultra-mince de silicium amorphe en tant que couche d’absorption de la lumière. Ces TSC conçus peuvent offrir la valeur de transmission de la longueur d’onde de la lumière visible de 40 % avec un aspect coloré. »

La dernière cellule transparente utilise une combinaison de matériaux nouveaux et existants pour un résultat différent, a-t-il déclaré. Le premier est le dioxyde de titane (TiO2), un semi-conducteur bien connu déjà largement utilisé pour fabriquer des cellules solaires qui est également un matériau respectueux de l’environnement et non toxique, absorbant la lumière UV tout en laissant passer la majeure partie de la plage de lumière visible.

Le deuxième matériau est l’oxyde de nickel (NiO), un autre semi-conducteur connu pour sa haute transparence optique et l’un des éléments les plus abondants sur terre.

« Dans les TSC actuellement développés, nous avons déployé TiO2 et NiO en tant que semi-conducteurs de type n et de type p, présentant une transmittance beaucoup plus élevée des photons de longueur d’onde visible (plus de 60%) », a expliqué Patel. « Il est intéressant de noter que le dispositif de grande taille utilisant l’hétérostructure de TiO2/NiO montre une excellente efficacité de conversion de puissance de plus de 2 % pour les photons de longueur d’onde UV. »

Pour prouver la capacité de leur cellule, l’équipe a alimenté un moteur électrique par deux TSC connectés en parallèle, avec des résultats suggérant que les TSC sont un générateur d’énergie invisible, a déclaré Patel. « De plus, l’appareil présentait également une excellente photodétection à large bande avec une vitesse de réponse rapide, cruciale pour le développement de l’œil artificiel », nous a-t-il déclaré.

Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans le Journal des sources d’énergie.

En plus de leur application pour les bâtiments intelligents, les nouvelles cellules peuvent également être utilisées dans les capteurs, l’informatique et la robotique pour fournir des sources d’énergie alternatives et plus respectueuses de l’environnement, a déclaré Patel.

En termes de robotique, l’équipe envisage que la technologie soit utilisée pour fournir une technologie de vision similaire à la façon dont l’œil humain voit et perçoit le monde, a-t-il déclaré.

« Les TSC peuvent servir d’œil artificiel pour la robotique de nouvelle génération, basée sur l’informatique neuromorphique, en raison de la détection efficace des UV et des propriétés photoréceptrices à large bande », a déclaré Patel. Nouvelles de conception.

Les prochaines étapes de la recherche incluent l’expérimentation de l’efficacité de la cellule transparente pour ces nouvelles applications, a-t-il ajouté.

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