透明太陽能電池

在科技的發(fā)展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當(dāng)下最需要研發(fā)太陽能的使用。透明太陽能電池(TSC)是一種新型設(shè)備，兼具透明性和光電轉(zhuǎn)換的優(yōu)點，有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、車輛或建筑物中。因此，必須考慮到靈活性、顏色感知以及效率等因素。現(xiàn)有TSC電池大多基于鈣鈦礦、有機物、非晶硅和染料，但是，材料剛性或著色透明性在很大程度上限制其應(yīng)用。

據(jù)外媒報道，韓國蔚山國立科技大學(xué)(UNIST)研究人員，研發(fā)出一種透明、靈活高效甚至可拉伸的太陽能電池。研究人員以集成到透明聚合物基質(zhì)中的硅微線為基礎(chǔ)，有效利用獨立薄膜打造透明太陽能電池。在電池底部設(shè)置透明導(dǎo)電膜;并在設(shè)備頂部，使p型聚合物半導(dǎo)體和n型硅之間形成異質(zhì)結(jié)。通過調(diào)整微線之間的距離，來調(diào)整設(shè)備透明度，大約在10%到55%之間。

根據(jù)測試，在彎曲狀態(tài)下或經(jīng)過循環(huán)彎曲試驗之后，電池性能保持不變，未出現(xiàn)明顯下降。這表明TSC電池具有卓越的靈活性。在這項研究中，透明、可拉伸的獨立微線陣列/聚合物復(fù)合膜，為未來開發(fā)TSC電池奠定基礎(chǔ)。

但是，在標(biāo)準(zhǔn)TSC電池中，為了實現(xiàn)透明性，必然要犧牲效率，難以獲得高性能。為了解決這一問題，研究人員提出一種新方法。研究人員表示，太陽能電池基本上通過吸收光來發(fā)電。因此，如何保持電池透明度，同時實現(xiàn)高性能，這一問題非常具有挑戰(zhàn)性。他們發(fā)現(xiàn)了硅微線陣列內(nèi)部的吸收機理，并開發(fā)出能夠控制光路的新型微線形貌。“結(jié)果，我們成功提升光吸收能力。在透明太陽能電池中，這有助于產(chǎn)生光生電流，保持電池透明性。”

這種透明太陽能電池，采用基于先進(jìn)光吸收技術(shù)的獨立薄膜材料制成，在10%的可見透明度下，功率轉(zhuǎn)換效率可達(dá)8%以上，可與目前最先進(jìn)的基于有機和鈣鈦礦的中性色透明太陽能電池相媲美。研究人員表示：“這些設(shè)備基于硅晶圓。在硅太陽能電池市場，硅晶圓已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。因此，這種堅固、超輕、靈活的平臺，具有可行性，未來有望投入實際應(yīng)用，成為商業(yè)化透明太陽能電池。”相信再過幾年到幾十年，當(dāng)人類利用太陽能的技術(shù)很成熟的時候，這樣就有了無窮盡的能源供給社會的使用，再當(dāng)下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。