韓國(guó)開(kāi)發(fā)透明太陽(yáng)能電池 利用不可見(jiàn)光

作為一種清潔能源，太陽(yáng)能顯示出巨大的潛力。據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)家創(chuàng)新設(shè)計(jì)高功率透明太陽(yáng)能電池，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)生活，構(gòu)建可持續(xù)綠色未來(lái)。

(圖片來(lái)源：techxplore)

隨著氣候變化危機(jī)不斷加劇，從傳統(tǒng)化石燃料轉(zhuǎn)向高效綠色能源已經(jīng)迫在眉睫。這促使研究人員考慮“個(gè)性化能源”概念，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電，例如將太陽(yáng)能電池納入窗戶(hù)、車(chē)輛、手機(jī)屏幕和其它日常用品。要做到這一點(diǎn)，太陽(yáng)能電池板的方便性和透明度非常重要?？茖W(xué)家最近開(kāi)發(fā)出“透明光伏”(TPV)裝置，即傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的透明版本。與傳統(tǒng)深色、不透明太陽(yáng)能電池(吸收可見(jiàn)光)不同，TPV可以利用紫外線(xiàn)中的“不可見(jiàn)”光。

傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池可以是“濕電池”(以溶液為主)，也可以是“干電池”(由金屬氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成)。干式太陽(yáng)能電池相對(duì)略有優(yōu)勢(shì)：更可靠、更環(huán)保、更具成本效益，而且金屬氧化物很適合利用紫外光。到目前為止，金屬氧化物TPV的潛力尚未得到充分開(kāi)發(fā)。

韓國(guó)仁川國(guó)立大學(xué)(Incheon National University)研究人員提出一種基于金屬氧化物的TPV設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在兩個(gè)透明金屬氧化物半導(dǎo)體之間插入一層非常薄的硅，以開(kāi)發(fā)高效TPV設(shè)備。研究負(fù)責(zé)人Joondong Kim教授表示：“我們的目標(biāo)是通過(guò)在氧化鋅和氧化鎳之間嵌入一層非晶態(tài)硅超薄膜，制造出一種高功率透明太陽(yáng)能電池。”

這項(xiàng)設(shè)計(jì)主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，允許使用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光;其次，可以有效收集光子;第三，帶電粒子能更快地傳輸?shù)诫姌O。此外，即使在陰天或雨天等光線(xiàn)不足的情況下，也有可能產(chǎn)生電能。科學(xué)家們利用該裝置來(lái)操作一個(gè)風(fēng)扇的直流電機(jī)，從而進(jìn)一步證實(shí)其發(fā)電能力。

研究小組認(rèn)為，這一設(shè)計(jì)有望在現(xiàn)實(shí)生活中盡快得到應(yīng)用。Kim教授表示：“我們希望將我們的TPV設(shè)計(jì)應(yīng)用于各種材料，如玻璃建筑物，以及電動(dòng)汽車(chē)、智能手機(jī)和傳感器等移動(dòng)設(shè)備。”另外，該團(tuán)隊(duì)希望利用創(chuàng)新材料，如2D半導(dǎo)體、金屬氧化物納米晶體和硫化物半導(dǎo)體，將其設(shè)計(jì)提高到新的水平。