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科学家尝试用打孔方式让太阳能电池的晶体硅变透明vns85978威尼斯城官网,开发透明电池遇到的问题是



原标题:[图]科学家尝试用打孔方式让太阳能电池的晶体硅变透明
来源:cnBeta.COM自20世纪50年代以来,晶体硅一直是太阳能电池制造商的首选材料。相比较其他同类材料,晶体硅具备最高的转换效率和稳定性,不过它也有缺陷,那就是透明度。不过来自韩国的科学家相信已经找到了解决方案,就是在晶体硅上打孔。
透明的太阳能电池能够为人类的可再生能源带来巨大好处,并拥有广泛的应用场景,例如可以取代摩天大楼的窗户、汽车中的天窗以及智能手机的屏幕。在追求透明的进程中,科学家探索了不同的材料和不同的太阳能电池设计,但它们在效率、透明度和长期稳定性上都存在某种程度的牺牲。不过韩国蔚山国立科学研究所和韩国大学的科学家认为,他们的新型透明太阳能电池不会做出任何妥协。论文的共同资深作者Kwanyong
Seo表示:“我的团队成员经过诸多测试得出结论,晶体硅是开发玻璃状,高效,高稳定性和中性色太阳能电池的最佳材料。这个项目对我们所有人来说都是一个疯狂的想法。问题在于晶体硅不是透明的,因此在我们之前,没有人试图制造具有中性色的透明晶体硅。”Seo和他所带领的团队在这方面取得重大突破,他们在晶体硅上钻出了一堆小小的孔。为了避免过去一直透明太阳能电池的偏红色调和其他颜色,研究团队在晶体硅上钻了跟人类头发丝大小的孔洞,允许光线穿过。这些孔以精心设计的图案排列,肉眼是无法看到的。在测试中,透明太阳能电池具有长期稳定性,转换效率为12.2%。这与商用太阳能电池的20-25%的效率依然有很大的差距,但相对于目前正在开发中的
透明太阳能电池已经有了明显的改进。研究团队还测试将这个透明太阳能电池作为窗户的潜在应用场景。在测试中低角度光线下,常规太阳能电池在电流上的损耗大约是30%。此外科学家还发现低角度光线能够让太阳能电池的电流减少不到4%。Seo表示:“我们希望替代现有的窗户。我们需要克服许多困难,例如法律法规。我们还需要具有机械稳定性和强度,才能使用我们的设备替换建筑物中的当前窗户。”相关论文发表在《Joule.》上。

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原标题:看得见风景的太阳能窗户
来源:中国科学报最近,科学家们找到了一种简便的方法可以让太阳能面板由不透明变得透明。未来,我们办公室的玻璃窗可能很快就会被这种看得见风景的面板材料所取代。制备这种面板的诀窍就是在它们中间打上小孔。这些小孔离得很近,以至于我们可以清楚地看到它们。本文引用地址:
Seo表示,透明的太阳能面板将对提升城市中利用太阳能的水平起到关键作用。这是因为屋顶的空间相对固定,而窗户的面积则会随着建筑物的升高而增大。“如果我们在建筑物的窗户上安装透明的太阳能电池,它们每天就可以产生大量的电力。”Seo说。截至目前,开发透明电池遇到的问题是,它们的能量转换效率往往比较低,也很容易给通过它们的光“点染”上红色或蓝色的色调。为了克服这一问题,许多科学家正在寻找新的材料来制造透明的电池。然而,Seo和他的同事们想要从最常用的材料——单晶硅片中开发出透明的太阳能电池,而世界上90%的太阳能电池都含有单晶硅片。他们将完全不透明的单晶硅片制备成1厘米见方的电池,然后在上面打上小孔,让光线通过。这些洞的直径为100微米,相当于人类头发丝粗细,可以让100%的光线通过,而不改变光线的颜色。电池的固体部分仍然吸收所有的光照射到它表面,产生
12%的能量转换效率。这大大优于此前透明电池所拥有的3%~4%的能量转化率,但仍低于目前市场上不透明太阳能电池所取得的20%的最好成绩。未来几年,Seo和他的同事希望开发出一种效率至少达到15%的电池。此外,为了让产品更好地市场化,他们还需要开发出一种透明的电极。

韩国研究团队开发出一种透明的太阳能电池。研究作者们希望它未来能够被应用在建筑物的窗户上,以便更加充分地利用太阳能。

不透明的太阳能电池和透明太阳能电池的对比。图片来源:Ulsan National
Institute of Science and Technology (UNIST)

来源 Cell Press

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