新華社北京1月13日新媒體專電 據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站1月5日報道，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。
報道稱，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(jìn)展。這一目標(biāo)的一個關(guān)鍵部分是實現(xiàn)從化石燃料到太陽能、水能、風(fēng)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(yuǎn)的太陽能發(fā)電場。
但是，如果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(xì)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。”
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(fù)責(zé)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(rèn)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。
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(jìn)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(dāng)不錯，因為它只瞄準(zhǔn)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(jìn)一步改進(jìn)透明光伏電池是可能的。”
原標(biāo)題：美媒：首款透明太陽能電池可讓窗戶發(fā)電
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