鉅大LARGE | 點擊量:332次 | 2023年07月05日
美媒:首款透明太陽能電池可讓窗戶發(fā)電
參考消息網(wǎng)一月十三日報道美媒稱,研究人員展示了首款透明太陽能電池。他們的創(chuàng)新技術(shù)依賴于太陽能電池的一個特定部分:由吸光薄膜材料制成的異質(zhì)結(jié)。通過結(jié)合二氧化鈦和氧化鎳半導(dǎo)體的獨特特性,研究人員得以制造出一種高效、透明的太陽能電池。
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站一月五日報道,在巴黎氣候協(xié)定簽署5年后,所有人都在關(guān)注世界在通往無碳未來道路上的進展。這一目標的一個關(guān)鍵部分是實現(xiàn)從化石燃料到太陽能、水能、風能和潮汐能等可再生能源的能源轉(zhuǎn)型。其中,太陽能作為地球上最可靠、最豐富的能源,一直被科學(xué)界寄予最大的希望。近幾十年來,太陽能電池變得更便宜、更高效、更環(huán)保。然而,目前的太陽能電池往往不透明,這阻礙了它們的廣泛應(yīng)用和融入日常材料,而只限于排列在屋頂和偏遠的太陽能發(fā)電場。
但是,假如下一代太陽能電池板能夠被整合到窗戶、建筑物甚至手機屏幕上會怎么樣呢?這是韓國仁川國立大學(xué)電氣工程系金仲東(音)教授的希望。在最近發(fā)表在《電源雜志》上的一項研究結(jié)果中,他和同事詳細介紹了自己的最新發(fā)明:一種完全透明的太陽能電池。金仲東說:“透明光伏電池的獨特特性可能在人類技術(shù)中有各種各樣的應(yīng)用?!?/p>
報道稱,透明太陽能電池的想法是眾所周知的,但科學(xué)家能夠?qū)⑦@一想法付諸實踐的這項新應(yīng)用是一項至關(guān)重要的新發(fā)現(xiàn)。目前,使太陽能電池不透明的材料是負責捕獲光并將其轉(zhuǎn)化為電流的半導(dǎo)體層。因此,金仲東及其同事研究了兩種可能的半導(dǎo)體材料,之前的研究人員認為它們具有理想的特性。
第一種是二氧化鈦,這是一種已經(jīng)廣泛用于制造太陽能電池的眾所周知的半導(dǎo)體。除了其優(yōu)良的電性能,二氧化鈦也是一種無毒的環(huán)保材料。這種材料可以吸收紫外線,同時讓大部分可見光通過。他們研究的第二種制造異質(zhì)結(jié)的材料是氧化鎳,它也是一種已知的具有高透光的半導(dǎo)體。鎳是地球上含量豐富的元素之一,其氧化物很容易在工業(yè)低溫下制造出來,因此氧化鎳也是一種制造環(huán)保電池的絕佳材料。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
研究人員制備的太陽能電池由玻璃基質(zhì)和金屬氧化物電極組成,上覆半導(dǎo)體薄層(先是二氧化鈦,然后是氧化鎳),最后是銀納米線涂層,作為電池中的另一個電極。研究人員進行了多次測試,以評估該裝置的吸光度和透光率,以及其作為太陽能電池的有效性。
報道指出,他們的發(fā)現(xiàn)令人鼓舞:這款太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為2.1%,性能相當不錯,因為它只瞄準光譜中的一小部分。電池的反應(yīng)也很靈敏,并能在低光照條件下工作。此外,超過57%的可見光可以通過電池的半導(dǎo)體層,因此電池是透明的。在測試的最后一部分,研究人員演示了如何利用他們的裝置驅(qū)動一臺小型發(fā)動機。金仲東說:“雖然這種創(chuàng)新式太陽能電池仍處于起步階段,但我們的研究結(jié)果有力地表明,通過優(yōu)化這款電池的光學(xué)和電性能,進一步改進透明光伏電池是可能的?!?/p>
首款透明太陽能電池。(韓國仁川國立大學(xué)網(wǎng)站)