科学家构建高效透明太阳能电池

近年来，科学家们打开了专注于透明太阳能电池研究的闸门，他们相信太阳能可以满足社会需求，并且可能成为下一件大事。

在这个有趣的光伏现象中，光进入（可见光透明度）和能量产生（光伏转换效率）之间存在不可避免的权衡。

到目前为止，我们已经看到了各种低能效和中等透明度的有色透明太阳能电池。不适用于电子设备、汽车车窗、光伏建筑一体化窗。

现在，韩国蔚山国立科学技术研究所的研究人员已经开发出使用硅微线复合材料的节能透明太阳能电池。他们将圆柱形硅棒嵌入柔性透明聚合物材料中。

与现有的主要基于染料、有机物和钙钛矿的透明太阳能电池不同，新型柔性、颜色中性的太阳能电池基于 n 硅微线的图案。

使用称为深度反应离子蚀刻的方法来制造这些间距可控的微线。然后将它们嵌入柔性透明聚合物基质中。

参考：光：科学与应用卷 | DOI:10.1038/s41377-019-0234-y |统一

它的设计方式是可以控制从硅棒反射的阳光以提高效率。更具体地说，可以通过改变微丝间距来调整透光率10%到55%。

它是如何工作的？

这种太阳能电池中的每根硅棒都充当光敏层：它吸收阳光并发电。研究人员将这些杆以特定的间隔排列，这样肉眼就无法看到它们。因此，太阳能电池保持了基板本身的柔性和透明特性。

新型透明太阳能电池制作工艺|研究人员提供

为了在不影响透明度的情况下提高光吸收能力，研究人员极大地改变了硅微丝尖端的形状。传统太阳能电池虽然会吸收、透射和反射光，但并没有利用反射光。

另一方面，新结构将反射光吸收回太阳能电池：从硅棒顶部反射的阳光被旁边的硅棒吸收。

基于倾斜尖端微丝的透明太阳能电池在可见光透明度为 10% 时显示出 8% 的效率。这是硅基透明太阳能电池中实现的最高效率。即使经过数十次弯曲测试，它们仍能保持初始效率。

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与其他在刚性玻璃基板上制造的中性色透明太阳能电池不同，这些柔性太阳能电池可以有各种实际应用，从移动和可穿戴设备到建筑集成发电。

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