據(jù)報(bào)道，密歇根大學(xué)（UniversityofMichigan）研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)近期創(chuàng)造了中性色透明太陽(yáng)能電池的能效新紀(jì)錄，使得摩天大樓的幕墻化身成為自身能源來(lái)源的想法又向現(xiàn)實(shí)邁進(jìn)了一步。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)采用的是有機(jī)或碳基設(shè)計(jì)，而不是傳統(tǒng)的硅材料，實(shí)現(xiàn)了8.1%的轉(zhuǎn)換效率和43.3%的透光率。雖然該電池會(huì)呈現(xiàn)輕微的綠色，但它們更像太陽(yáng)鏡和汽車(chē)窗戶(hù)的灰色。

這項(xiàng)研究的重要領(lǐng)先者、peterA.Franken杰出大學(xué)工程教授和paulG.Goebel工程教授StephenForrest表示，“每棟建筑的表面都有窗戶(hù)，是有機(jī)太陽(yáng)能電池的理想位置。有機(jī)太陽(yáng)能電池供應(yīng)了硅無(wú)法供應(yīng)的東西，這是超高效轉(zhuǎn)化和高透光率的結(jié)合?！?/p>

建筑物的玻璃幕墻通常都有一層涂層，可以反射和吸收光譜中光區(qū)和近紅外區(qū)的部分光線，以降低亮度和建筑內(nèi)部的熱量。透明的太陽(yáng)能電池板可以利用這些能源來(lái)減少建筑內(nèi)的電力需求，而不將其浪費(fèi)掉。Forrest的研究小組在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院（NationalAcademyofSciences）院刊上刊登報(bào)告說(shuō)，一些現(xiàn)有窗戶(hù)的透明度與這種太陽(yáng)能電池類(lèi)似。

“我們開(kāi)發(fā)的新材料以及我們制造的設(shè)備結(jié)構(gòu)，必須權(quán)衡多方面因素，才能同時(shí)供應(yīng)良好的陽(yáng)光吸收、高電壓、大電流、低電阻和中性色透明性，”電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)助理研究科學(xué)家YongxiLi說(shuō)。

這種新材料是有機(jī)分子的組合，被設(shè)計(jì)成在可見(jiàn)光中透明，在近紅外區(qū)中吸收能量。近紅外區(qū)是光譜中不可見(jiàn)的部分，占陽(yáng)光能量的很大一部分。此外，研究人員還開(kāi)發(fā)了光學(xué)涂層，以提高紅外光出現(xiàn)的能量和可見(jiàn)光范圍內(nèi)的透明度，而這兩種性能通常是相悖的。

該設(shè)備的中性色版本是用氧化銦錫電極制成的。若使用銀電極，可將轉(zhuǎn)換效率提高到10.8%，透明度提高到45.8%。不過(guò)，該版本中略帶綠色的基調(diào)在某些應(yīng)用場(chǎng)景中可能是不被接受的。

從前，該類(lèi)電池的光能利用率僅為約2-3%，但氧化銦錫電池的光能利用率為3.5%，而銀版光能利用效率可以達(dá)到5%。光能利用率指的是，照射到窗戶(hù)上的光中有多少能以電能或透射光的形式在窗戶(hù)內(nèi)部被利用。

這兩個(gè)版本都可以大規(guī)模生產(chǎn)，使用的材料比其他透明太陽(yáng)能電池的毒性更小。透明的有機(jī)太陽(yáng)能電池還可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐木暥榷ㄖ?，因?yàn)楫?dāng)太陽(yáng)光線以一個(gè)垂直的角度照射它們時(shí)，它們的效率最高。該電池可以被放置在雙層玻璃窗之間。

Forrest和他的團(tuán)隊(duì)還在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)，下一個(gè)目標(biāo)是達(dá)到7%的光利用率，并將電池壽命延長(zhǎng)到10年左右。他們也在研究在新建和現(xiàn)有建筑上安裝透明太陽(yáng)能電池窗戶(hù)的經(jīng)濟(jì)效益。