【半导体|美媒：首款透明太阳能电池可让窗户发电】新华社北京1月13日新媒体专电 据美国每日科学网站1月5日报道 ， 研究人员展示了首款透明太阳能电池 。 他们的创新技术依赖于太阳能电池的一个特定部分：由吸光薄膜材料制成的异质结 。 通过结合二氧化钛和氧化镍半导体的独特特性 ， 研究人员得以制造出一种高效、透明的太阳能电池 。
报道称 ， 在巴黎气候协定签署5年后 ， 所有人都在关注世界在通往无碳未来道路上的进展 。 这一目标的一个关键部分是实现从化石燃料到太阳能、水能、风能和潮汐能等可再生能源的能源转型 。 其中 ， 太阳能作为地球上最可靠、最丰富的能源 ， 一直被科学界寄予最大的希望 。 近几十年来 ， 太阳能电池变得更便宜、更高效、更环保 。 然而 ， 目前的太阳能电池往往不透明 ， 这阻碍了它们的广泛应用和融入日常材料 ， 而只限于排列在屋顶和偏远的太阳能发电场 。
但是 ， 如果下一代太阳能电池板能够被整合到窗户、建筑物甚至手机屏幕上会怎样呢？这是韩国仁川国立大学电气工程系金仲东(音)教授的希望 。 在最近发表在《电源杂志》上的一项研究结果中 ， 他和同事详细介绍了自己的最新发明：一种完全透明的太阳能电池 。 金仲东说：“透明光伏电池的独特特性可能在人类技术中有各种各样的应用 。 ”
报道称 ， 透明太阳能电池的想法是众所周知的 ， 但科学家能够将这一想法付诸实践的这项新应用是一项至关重要的新发现 。 目前 ， 使太阳能电池不透明的材料是负责捕获光并将其转化为电流的半导体层 。 因此 ， 金仲东及其同事研究了两种可能的半导体材料 ， 之前的研究人员认为它们具有理想的特性 。
第一种是二氧化钛 ， 这是一种已经广泛用于制造太阳能电池的众所周知的半导体 。 除了其优良的电性能 ， 二氧化钛也是一种无毒的环保材料 。 这种材料可以吸收紫外线 ， 同时让大部分可见光通过 。 他们研究的第二种制造异质结的材料是氧化镍 ， 它也是一种已知的具有高透光的半导体 。 镍是地球上含量丰富的元素之一 ， 其氧化物很容易在工业低温下制造出来 ， 因此氧化镍也是一种制造环保电池的绝佳材料 。
研究人员制备的太阳能电池由玻璃基质和金属氧化物电极组成 ， 上覆半导体薄层(先是二氧化钛 ， 然后是氧化镍) ， 最后是银纳米线涂层 ， 作为电池中的另一个电极 。 研究人员进行了多次测试 ， 以评估该装置的吸光度和透光率 ， 以及其作为太阳能电池的有效性 。
报道指出 ， 他们的发现令人鼓舞：这款太阳能电池的能量转化效率为2.1% ， 性能相当不错 ， 因为它只瞄准光谱中的一小部分 。 电池的反应也很灵敏 ， 并能在低光照条件下工作 。 此外 ， 超过57%的可见光可以通过电池的半导体层 ， 因此电池是透明的 。 在测试的最后一部分 ， 研究人员演示了如何利用他们的装置驱动一台小型发动机 。 金仲东说：“虽然这种创新式太阳能电池仍处于起步阶段 ， 但我们的研究结果有力地表明 ， 通过优化这款电池的光学和电性能 ， 进一步改进透明光伏电池是可能的 。 ”
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