2020年8月18日
一组研究人员密歇根大学创造了无色透明太阳能电池效率的新纪录。这一成就使该团队朝着建造可以作为能源的摩天大楼又迈进了一步。
李永熙(Yongxi Li)举着一个透明的太阳能电池样本。图片来源:Robert Coelius，密歇根工程通信与营销公司。
研究人员通过与传统硅不同的有机碳基设计，实现了43.3%的透明度和8.1%的效率。虽然细胞运动有点绿色的色调，他们非常类似于灰色的汽车窗户和太阳镜。
每座建筑的窗户，都是有机太阳能电池的理想位置，因为它们提供了硅无法提供的东西，这是非常高效和非常高的可见透明度的结合．
Stephen Forrest, Peter A. Franken杰出大学工程教授和Paul G. Goebel工程教授，密歇根大学
这项新研究是由福雷斯特领导的。
用玻璃幕墙建造的建筑通常有一层涂层，可以吸收和反射部分光线，包括光谱中的红外和可见光区域，以降低建筑内的热量和亮度。
透明的太阳能电池板可以利用这些能量来满足建筑的部分电力需求，而不是浪费这些能量。某些现有的窗户显示出的透明度类似于Forrest在文章中描述的太阳能电池美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球．
我们开发的新材料，以及我们制造的设备的结构，必须同时兼顾多种平衡，以提供良好的阳光吸收、高电压、高电流、低电阻和中性色透明度．
李永喜，美国密歇根大学电子工程与计算机科学助理研究科学家欧洲杯线上买球
这种新材料是一种有机分子的混合物，其设计目的是在近红外区域吸收有机分子。近红外区域是光谱中不可见的区域，构成了太阳光中相当一部分的能量，而在可见光区域则是透明的。
此外，该团队创造了新的光学涂层，不仅可以增加红外光产生的能量，还可以增加可见光范围内的透明度——这两个特性经常相互竞争。
铟锡氧化物电极被用来制作该装置的中性色版本。采用银电极，效率提高到10.8%，透明度为45.8%。但在某些窗口应用程序中，该版本略带绿色的色调可能是不可接受的。
透明太阳能电池是通过其利用光的效率来量化的，它概述了光以电或内部透射光的形式照射在窗户上所能获得的能量。
早期开发的透明太阳能电池的光能利用率约为2%-3%。铟锡氧化物电池的光能利用率为3.5%，银版电池的光能利用率为5%。
通过使用与其他透明太阳能电池相比危害更小的材料，可以大规模生产这两个版本。欧洲杯足球竞彩此外，根据当地纬度对透明有机太阳能电池进行定制是可行的，从而利用了当太阳光线以垂直角度照射时它们的效率最高这一事实。它们可以放置在双层玻璃窗之间。
Forrest和他的同事们正在努力实现技术的各种改进，他们的下一个目标是实现7%的光利用效率，并将电池的使用寿命延长到大约10年。此外，他们正在分析在现有和新建筑中设置透明太阳能电池窗的经济性。
一篇名为《中性色，半透明有机光伏》的文章对这项研究进行了描述美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球由Forrest, Li和同事Guo Xia, Peng Zhengxing, Boning Qu, Hongping Yan, Harald Ade, and Maojie Zhang。该团队包括来自北卡罗来纳州立大学、中国苏州大学和SLAC国家加速器实验室的研究人员。
这种材料是在美国能源部太阳能技术办公室、海军研究办公室和通用显示器公司支持的研究基础上开发的。
福雷斯特还是电气工程和计算机科学、材料科学和工程以及物理学的教授。欧洲杯线上买球
期刊引用:
李,Y。,等．(2020)用于电动车窗的中性色、半透明有机光伏。美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球．doi.org/10.1073/pnas.2007799117．
来源:https://umich.edu/