科學(xué)家嘗試用打孔方式讓太陽能電池的晶體硅變透明
2019年12月13日 14:35 54591次瀏覽 來源： 同花順財經(jīng) 分類： 硅
自20世紀(jì)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(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，不過它也有缺陷，那就是透明度。不過來自韓國的科學(xué)家相信已經(jīng)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(yīng)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(jī)的屏幕。在追求透明的進(jìn)程中，科學(xué)家探索了不同的材料和不同的太陽能電池設(shè)計，但它們在效率、透明度和長期穩(wěn)定性上都存在某種程度的犧牲。
不過韓國蔚山國立科學(xué)研究所和韓國大學(xué)的科學(xué)家認(rèn)為，他們的新型透明太陽能電池不會做出任何妥協(xié)。論文的共同資深作者Kwanyong Seo表示：“我的團(tuán)隊成員經(jīng)過諸多測試得出結(jié)論，晶體硅是開發(fā)玻璃狀，高效，高穩(wěn)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(lǐng)的團(tuán)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(diào)和其他顏色，研究團(tuán)隊在晶體硅上鉆了跟人類頭發(fā)絲大小的孔洞，允許光線穿過。
這些孔以精心設(shè)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(wěn)定性，轉(zhuǎn)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(fā)中的透明太陽能電池已經(jīng)有了明顯的改進(jìn)。
研究團(tuán)隊還測試將這個透明太陽能電池作為窗戶的潛在應(yīng)用場景。在測試中低角度光線下，常規(guī)太陽能電池在電流上的損耗大約是30%。此外科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)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(xiàn)有的窗戶。我們需要克服許多困難，例如法律法規(guī)。我們還需要具有機(jī)械穩(wěn)定性和強(qiáng)度，才能使用我們的設(shè)備替換建筑物中的當(dāng)前窗戶。”
相關(guān)論文發(fā)表在《Joule.》上。
責(zé)任編輯：周大偉
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