Konwencjonalne ogniwa słoneczne mogą być typu „mokrego” (oparte na roztworze) lub „suchego” (zbudowane z półprzewodników tlenkowo-metalowych). Spośród nich, ogniwa słoneczne typu suchego mają niewielką przewagę nad mokrymi: są bardziej niezawodne, przyjazne dla środowiska i ekonomiczne. Ponadto, tlenki metali są dobrze przystosowane do wykorzystania promieniowania UV. Jednak pomimo tego, potencjał TPV opartych na tlenkach metali nie został do tej pory w pełni zbadany.
W tym celu naukowcy z Incheon National University w Republice Korei opracowali innowacyjny projekt urządzenia TPV opartego na tlenkach metali. Umieścili oni ultracienką warstwę krzemu (Si) pomiędzy dwoma przezroczystymi półprzewodnikami z tlenków metali w celu opracowania wydajnego urządzenia TPV. Wyniki te zostały opublikowane w pracy w Nano Energy, która została udostępniona online 10 sierpnia 2020 r. (przed planowaną ostateczną publikacją w wydaniu z grudnia 2020 r.). Prof. Joondong Kim, który kierował badaniami, wyjaśnia: „Naszym celem było opracowanie przezroczystego ogniwa słonecznego o dużej mocy, poprzez osadzenie ultracienkiej warstwy amorficznego Si pomiędzy tlenkiem cynku i tlenkiem niklu.”
Ta nowatorska konstrukcja składająca się z warstwy Si miała trzy główne zalety. Po pierwsze, pozwoliła na wykorzystanie światła o większej długości fali (w przeciwieństwie do gołych TPV). Po drugie, zapewniała wydajne zbieranie fotonów. Po trzecie, pozwoliło na szybszy transport naładowanych cząstek do elektrod. Co więcej, konstrukcja ta może potencjalnie generować energię elektryczną nawet w warunkach słabego oświetlenia (np. w pochmurne lub deszczowe dni). Naukowcy potwierdzili zdolność urządzenia do generowania energii elektrycznej, wykorzystując je do napędzania silnika prądu stałego wentylatora.
Bazując na tych ustaleniach, zespół badawczy jest optymistycznie nastawiony, że zastosowanie tego nowego projektu TPV w życiu będzie wkrótce możliwe. Co do potencjalnych zastosowań, jest ich mnóstwo, jak wyjaśnia prof. Kim: „Mamy nadzieję rozszerzyć zastosowanie naszego projektu TPV na wszystkie rodzaje materiałów, od szklanych budynków po urządzenia mobilne, takie jak samochody elektryczne, smartfony i czujniki.” Nie tylko to, zespół jest podekscytowany możliwością przeniesienia swojego projektu na kolejny poziom, poprzez zastosowanie innowacyjnych materiałów, takich jak półprzewodniki 2D, nanokryształy tlenków metali oraz półprzewodniki siarczkowe. Jak podsumowuje prof. Kim, „Nasze badania są niezbędne dla zrównoważonej, zielonej przyszłości – zwłaszcza dla połączenia systemu czystej energii bez lub z minimalnym śladem węglowym.”
.