I ricercatori in Corea hanno trovato una strategia efficace ed economica per trasformare le celle solari da opache a trasparenti. Le celle solari trasparenti esistenti tendono ad avere una tonalità rossastra e un'efficienza inferiore, ma praticando fori di circa 100 μm di diametro (di dimensioni paragonabili a un capello umano) su wafer di silicio cristallino, lascia passare la luce senza colorare. I fori sono quindi strategicamente distanziati, quindi l'occhio umano non è in grado di "vedere" il modello. L'opera appare l'11 dicembre sulla rivista Joule .

Realizzare celle solari trasparenti con silicio cristallino naturalmente opaco è uno dei problemi più impegnativi nel campo dell'energia solare. La maggior parte delle celle solari sacrifica la propria trasparenza per massimizzare la propria efficienza. Le migliori celle solari sul mercato hanno un'efficienza superiore al 20 percento. La cella solare trasparente di colore neutro che il team di ricerca ha sviluppato ha dimostrato stabilità a lungo termine con un'efficienza di conversione ad alta potenza del 12,2%.

"I membri del mio team hanno concluso che il silicio cristallino è il materiale migliore per sviluppare il vetro, alta efficienza, alta stabilità, e cella solare di colore neutro, "dice Kwanyong Seo, dell'Istituto nazionale di scienza e tecnologia di Ulsan (UNIST), co-autore senior dell'articolo insieme a Seungwoo Lee della Korea University. "A prima vista, è stata un'idea folle per tutti noi. Il problema era che il silicio cristallino non è trasparente, quindi davanti a noi, nessuno ha provato a fare silicio cristallino trasparente con colori neutri."

Seo afferma che la cella solare trasparente è un materiale ideale per trasformare le finestre in pannelli solari. "Le attuali celle solari hanno bisogno di spazio. A terra o abbastanza spazio sul tetto, " dice. "Ma il rapporto del tetto sta diventando sempre più piccolo rispetto all'area della finestra."

Per di più, la maggior parte delle finestre sono posizionate verticalmente, che fa sì che la luce colpisca le finestre con un angolo basso. Quando viene colpito da una luce a bassa angolazione, la corrente elettrica nelle celle convenzionali scende di quasi il 30 percento, mentre le celle solari trasparenti riducono meno del 4%, consentendo di utilizzare l'energia solare in modo più efficiente.

"Vogliamo sostituire le finestre attuali, " dice Seo. "Ci sono molte cose che dobbiamo superare, come le disposizioni di legge. Dobbiamo anche avere la stabilità meccanica e la forza per applicare il nostro dispositivo per sostituire l'attuale finestra nell'edificio".

Però, promettente è la commercializzazione del silicio cristallino trasparente. Oltre alla modellatura dei wafer, il processo di fabbricazione è simile alle celle solari convenzionali nell'industria. Il prossimo passo per il team è aumentare il dispositivo a 25 cm2 (3,88 pollici2) e aumentare l'efficienza al 15%.

"Il substrato di silicio è un materiale molto popolare nell'industria dei semiconduttori, " dice Seo. "Crediamo che questa visione possa applicarsi a molte applicazioni differenti, come l'elettronica trasparente. Può essere applicato anche ai dispositivi mobili come fonte di energia".