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2021年01月10日 | 韩国科学家研发透明光伏电池 未来或可“融入”窗户和手机屏幕
2021-01-10 来源：财联社
透明太阳能电池并不是什么新鲜的概念，但由于其半导体层的材料问题，这一概念迟迟难以转化为实践。不过近日，韩国仁川国立大学的科学家通过将两种潜在的半导体材料相结合(二氧化钛和氧化镍)，研发出了一种高效且透明的太阳能电池。
近年来，随着全球各国愈发关注气候问题、加速脱碳进程，太阳能电池也越来越受欢迎。不过，现有的太阳能电池都是不透明的，所以只能局限在屋顶和专门的太阳能发电厂中使用，无法得到更广泛的应用，例如融入到日常产品中。
那么，如果下一代太阳能电池是完全透明的，是否可以集成到窗户、建筑物，甚至手机屏幕上呢?韩国仁川国立大学电气工程系的Joondong Kim教授表示，“透明光伏电池的独特特性可以在人类技术上有各种各样的应用。”
目前，导致太阳能电池不透明的原因主要是半导体层的材料，这些材料负责捕捉光并将其转化为电流。因此，研究人员研究了两种潜在的半导体材料，这两种材料因其理想的特性，很早就被发现了。
第一种是二氧化钛(TiO2)，这是一种已经广泛用于制造太阳能电池的著名半导体。除了优异的电气性能外，TiO2还是一种环保无毒的材料。这种材料可以吸收紫外线，同时让大部分可见光通过。第二种材料是氧化镍(NiO)，这是另一种已知具有高光学透明度的半导体。由于镍是地球上储量丰富的元素之一，而且其氧化物很容易在工业低温下制造，因此NiO也是制造环保电池的好材料。
具体而言，上述太阳能电池由玻璃基板和金属氧化物电极组成，研究人员在玻璃基板上沉积了半导体的薄层(先是TiO2，然后是NiO)，最后涂上银纳米线，作为电池中的另一个电极。他们进行了多项测试，以评估该器件对光的吸收率和透射率，以及其作为太阳能电池的有效性。
据研究，该电池的转换效率为2.1%，鉴于它只针对一小部分光谱，因此还算不错。该电池的反应也很灵敏，在低光照条件下也能工作。此外，有超过57%的可见光能透过电池层，使电池具有透明的一面。在实验的最后部分，研究人员还展示了该装置如何为小型电机供电。
尽管这种创新的太阳能电池还处于非常初级的阶段，但上述研究结果表明，通过优化电池的光学和电学特性，透明光伏电池是有可能实现的。
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