科學(xué)家嘗試用打孔方式讓太陽(yáng)能電池的晶體硅變透明
自20世紀50年代以來(lái)，晶體硅一直是太陽(yáng)能電池制造商的首選材料。相比較其他同類(lèi)材料，晶體硅具備最高的轉換效率和穩定性，不過(guò)它也有缺陷，那就是透明度。不過(guò)來(lái)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。
不過(guò)韓國蔚山國立科學(xué)研究所和韓國大學(xué)的科學(xué)家認為，他們的新型透明太陽(yáng)能電池不會(huì )做出任何妥協(xié)。論文的共同資深作者Kwanyong Seo表示：“我的團隊成員經(jīng)過(guò)諸多測試得出結論，晶體硅是開(kāi)發(fā)玻璃狀，高效，高穩定性和中性色太陽(yáng)能電池的最佳材料。這個(gè)項目對我們所有人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)瘋狂的想法。問(wèn)題在于晶體硅不是透明的，因此在我們之前，沒(méi)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(guò)去一直透明太陽(yáng)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(lèi)頭發(fā)絲大小的孔洞，允許光線(xiàn)穿過(guò)。
這些孔以精心設計的圖案排列，肉眼是無(wú)法看到的。在測試中，透明太陽(yáng)能電池具有長(cháng)期穩定性，轉換效率為12.2％。這與商用太陽(yáng)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(kāi)發(fā)中的 透明太陽(yáng)能電池已經(jīng)有了明顯的改進(jìn)。
研究團隊還測試將這個(gè)透明太陽(yáng)能電池作為窗戶(hù)的潛在應用場(chǎng)景。在測試中低角度光線(xiàn)下，常規太陽(yáng)能電池在電流上的損耗大約是30%。此外科學(xué)家還發(fā)現低角度光線(xiàn)能夠讓太陽(yáng)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(hù)。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(hù)。”
相關(guān)論文發(fā)表在《Joule.》上。