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科學家們研發(fā)出了具有高功率轉換效率的半透明鈣鈦礦太陽能電池，而且該電池還可以在傳播可見光的時候隔離紅外線，這無疑讓未來設想中的太陽能窗戶離我們更近一步。

出于藝術效果和成本考慮，現(xiàn)代建筑學家們都喜歡用玻璃來修建建筑外部。而科學家們則更進一步，希望能夠借此機會獲得太陽能。已經有科學家開始探索如何將太陽能材料做成透明或半透明來取代玻璃，但就目前來看這還是一項很困難的任務，因為太陽能電池如果變成透明的，那么它能量轉換效率就會大大降低。

現(xiàn)在主流的太陽能電池材料都是晶體硅，然而該材料很難做成透明或半透明狀態(tài)?，F(xiàn)在科研人員正在開發(fā)半透明的太陽能電池，比如有機或者染色敏化材料，但是它們的能量轉化效率太低。鈣鈦礦是有機無機混合型光伏材料，并且具有易于生產和便宜的特點。而在過去的幾年里，鈣鈦礦太陽能電池效率有了大幅度提升。

韓國先進科學技術研究所電氣工程學院教授SeunghyupYoo和成均館大學化學工程學院的教授Nam-Gyu領導的研究團隊使用鈣鈦礦開發(fā)出半透明的高效太陽能電池。

該團隊開發(fā)出高級透明電極（TTE）對鈣鈦礦電池的兼容性非常好。在通常情況下，實現(xiàn)半透明太陽能電池的關鍵是找到一種與相應光敏電池系統(tǒng)兼容的TTE，鈣鈦礦電池同樣如此。TTE的提出基于多層堆疊理論，就是如三明治一樣將金屬薄膜夾在高折射率（高指數(shù)）層和界面緩沖層之間。在鈣鈦礦太陽能電池中，這種TTE的制備不需要使用任何有害材料。不像傳統(tǒng)的透明電極只能傳輸可見光，這種TTE具有傳輸可見光和反射紅外線的雙重作用。由這種TTE組成的半透明太陽能電池平均轉化效率高達13.3%，并可以阻擋85.5%的紅外線。

該團隊認為如果半透明鈣鈦礦太陽能電池能在實際應用中增大數(shù)倍，那么它們完全可以應用于太陽能窗戶和汽車（不但可以產生電能還能確保對內部環(huán)境熱量的智能管理），從而可以更加高效地利用太陽能。

科研人員把透明電極（TE）設計為堆疊三層：銀薄膜位于底部三氧化二鉬界面層和頂部硫化鋅高指數(shù)介電層之間。通過指數(shù)匹配技術，這種三層堆疊方法可以增加全部可見光在金屬薄膜中的透射率。這種方法本質上跟眼鏡上的抗反射涂層技術一樣，除了它只有一層金屬層。

一般說來，當TE是基于金屬薄膜的，那么其薄膜就會非常薄并擁有透明和可透過可見光等特點。然而，該科研團隊采用一種與眾不同的方法。他們所制得的銀TE比傳統(tǒng)金屬薄膜更薄兩到三倍，因此，其反射紅外線能力更強。高折射率的硫化鋅層在可見光于TTE中的傳播過程中扮演著極其重要的角色，并使其在可見光范圍內保持低折射率。

科研人員過實驗證實了半透明鈣鈦礦太陽能電池具有熱鏡特性。薄膜吸收光并將太陽能阻擋在外，因此薄膜表面溫度變的極高如同持續(xù)暴露在燈光底下，但是半透明太陽能電池仍保持冷卻因為它將太陽熱量反射出去。整個太陽能量反射高達89.6%。

科研人員稱該項研究的主要貢獻是發(fā)現(xiàn)透明電極技術和透明鈣鈦礦電極相適配并提供一種作為電極更能發(fā)揮其潛能的設計方法。而現(xiàn)在的研究允許他們進行更自由的設計并提供更多機會可以將這些設計整合到真實世界應用中，比如，汽車、建筑和房屋。