Konventionelle solceller kan enten være af “våd type” (opløsningsbaserede) eller “tør type” (bestående af metal-oxid halvledere). Af disse har solceller af den tørre type en lille fordel i forhold til solceller af den våde type: de er mere pålidelige, miljøvenlige og omkostningseffektive. Desuden er metaloxiderne velegnede til at udnytte UV-lyset. På trods af alt dette er potentialet i metaloxid-TPV’er imidlertid ikke blevet udforsket fuldt ud indtil nu.

Med henblik herpå har forskere fra Incheon National University, Republikken Korea, fundet frem til et innovativt design til en metaloxidbaseret TPV-enhed. De indsatte et ultratyndt lag silicium (Si) mellem to gennemsigtige metaloxidhalvledere med det formål at udvikle en effektiv TPV-enhed. Disse resultater blev offentliggjort i en undersøgelse i Nano Energy, som blev gjort tilgængelig online den 10. august 2020 (forud for den planlagte endelige offentliggørelse i december 2020-udgaven). Prof. Joondong Kim, der ledede undersøgelsen, forklarer: “Vores mål var at udtænke en gennemsigtig solcelle med høj effektproduktion ved at indlejre en ultratynd film af amorft Si mellem zinkoxid og nikkeloxid.”

Dette nye design bestående af Si-filmen havde tre store fordele. For det første gjorde det det muligt at udnytte lys med længere bølgelængder (i modsætning til nøgne TPV’er). For det andet resulterede det i en effektiv fotonopsamling. For det tredje gav det mulighed for en hurtigere transport af ladede partikler til elektroderne. Desuden kan designet potentielt generere elektricitet selv i situationer med svagt lys (f.eks. på overskyede eller regnfulde dage). Forskerne bekræftede yderligere enhedens evne til at generere strøm ved at bruge den til at drive jævnstrømsmotoren i en ventilator.

Baseret på disse resultater er forskerholdet optimistisk med hensyn til, at det snart vil være muligt at anvende dette nye TPV-design i det virkelige liv. Hvad angår potentielle anvendelser, er der masser, som professor Kim forklarer: “Vi håber at kunne udvide brugen af vores TPV-design til alle former for materiale, lige fra glasbygninger til mobile enheder som elbiler, smartphones og sensorer.” Ikke blot dette, holdet er begejstret for at tage deres design til det næste niveau ved at anvende innovative materialer såsom 2D-halvledere, nanokrystaller af metaloxider og sulfidhalvledere. Som professor Kim konkluderer: “Vores forskning er afgørende for en bæredygtig grøn fremtid – især for at forbinde det rene energisystem uden eller med et minimalt CO2-fodaftryk.”