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科學家嘗試用打孔方式讓太陽能電池的晶體硅變透明

2019-12-12 15:42:19 來源:cnBeta 點擊:1071

【大比特導讀】自20世紀50年代以來,晶體硅一直是太陽能電池制造商的首選材料。

自20世紀50年代以來,晶體硅一直是太陽能電池制造商的首選材料。相比較其他同類材料,晶體硅具備最高的轉換效率和穩定性,不過它也有缺陷,那就是透明度。不過來自韓國的科學家相信已經找到了解決方案,就是在晶體硅上打孔。

透明的太陽能電池能夠為人類的可再生能源帶來巨大好處,并擁有廣泛的應用場景,例如可以取代摩天大樓的窗戶、汽車中的天窗以及智能手機的屏幕。在追求透明的進程中,科學家探索了不同的材料和不同的太陽能電池設計,但它們在效率、透明度和長期穩定性上都存在某種程度的犧牲。

不過韓國蔚山國立科學研究所和韓國大學的科學家認為,他們的新型透明太陽能電池不會做出任何妥協。論文的共同資深作者Kwanyong Seo表示:“我的團隊成員經過諸多測試得出結論,晶體硅是開發玻璃狀,高效,高穩定性和中性色太陽能電池的最佳材料。這個項目對我們所有人來說都是一個瘋狂的想法。問題在于晶體硅不是透明的,因此在我們之前,沒有人試圖制造具有中性色的透明晶體硅。”

Seo和他所帶領的團隊在這方面取得重大突破,他們在晶體硅上鉆出了一堆小小的孔。為了避免過去一直透明太陽能電池的偏紅色調和其他顏色,研究團隊在晶體硅上鉆了跟人類頭發絲大小的孔洞,允許光線穿過。

這些孔以精心設計的圖案排列,肉眼是無法看到的。在測試中,透明太陽能電池具有長期穩定性,轉換效率為12.2%。這與商用太陽能電池的20-25%的效率依然有很大的差距,但相對于目前正在開發中的 透明太陽能電池已經有了明顯的改進。

研究團隊還測試將這個透明太陽能電池作為窗戶的潛在應用場景。在測試中低角度光線下,常規太陽能電池在電流上的損耗大約是30%。此外科學家還發現低角度光線能夠讓太陽能電池的電流減少不到4%。

Seo表示:“我們希望替代現有的窗戶。我們需要克服許多困難,例如法律法規。我們還需要具有機械穩定性和強度,才能使用我們的設備替換建筑物中的當前窗戶。”

相關論文發表在《Joule.》上。

 

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