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透明太阳能电池让窗户也能发电
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透明太阳能电池让窗户也能发电

2021-01-07 09:55:45 来源:科技报告与资讯

【哔哥哔特导读】近年来,太阳能电池的价格越来越便宜,效率越来越高,而且对环境也越来越友好。需要说明的是,该电池的功率转换效率为2.1%,鉴于它只针对一小部分光谱,因此这一值也算不错的。该电池的反应也很灵敏,在低光照条件下也能工作。

近年来,太阳能电池的价格越来越便宜,效率越来越高,而且对环境也越来越友好。不过,由于现有的太阳能电池都是不透明的,所以只能局限在屋顶和专门的太阳能发电厂中使用,无法得到更广泛的应用,也无法融入到日常产品中。

那么,下一代太阳能电池板是否可以集成到窗户、建筑物,甚至手机屏幕上呢?最近发表在《Journal of Power Sources》上的一项研究中,韩国仁川国立大学的研究人员详细介绍了他们的最新发明:一种完全透明的太阳能电池。

透明太阳能电池让窗户也能发电

透明太阳能电池概念是众所周知的,但将这一概念转化为实践是比较有难度的。目前,导致太阳能电池不透明的材料是半导体层,这些材料负责捕捉光并将其转化为电流。因此,研究人员研究了两种潜在的半导体材料,这两种材料因其理想的特性而被以前的研究人员所发现。

第一种是二氧化钛(TiO2),这是一种已经广泛用于制造太阳能电池的著名半导体。除了优异的电气性能,TiO2还是一种环保无毒的材料。这种材料可以吸收紫外线,同时让大部分可见光通过。为制造这种结而研究的第二种材料是氧化镍(NiO),这是另一种已知具有高光学透明度的半导体。由于镍是地球上储量丰富的元素之一,而且其氧化物很容易在工业低温下制造,因此NiO也是制造环保电池的好材料。

研究人员制备的太阳能电池由玻璃基板和金属氧化物电极组成,他们在玻璃基板上沉积了半导体的薄层(先是TiO2,然后是NiO),最后涂上银纳米线,作为电池中的另一个电极。他们进行了多项测试,以评估该器件对光的吸收率和透射率,以及其作为太阳能电池的有效性。

该电池的功率转换效率为2.1%,鉴于它只针对一小部分光谱,因此这一值也算不错的。该电池的反应也很灵敏,在低光照条件下也能工作。此外,超过57%的可见光透过电池层,使电池具有透明的一面。在实验的最后部分,研究人员展示了他们的装置如何为小型电机供电。

虽然这种创新的太阳能电池还处于非常初级的阶段,但研究结果表明,通过优化电池的光学和电学特性,透明光伏是有可能实现的。

论文标题为《Transparent photovoltaic cells and self-powered photodetectors by TiO2/NiO heterojunction》。

 

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