新的高效半透明太阳能电池用于家用窗户

这密歇根大学已经创建了一种生产其极有效和半透明太阳能电池的方法，这是朝着提供可用于家庭窗户的透明太阳能电池的重要一步。

原则上，我们现在可以将半透明的有机太阳能电池扩展到两米乘两米，这使我们的窗户更接近现实。

斯蒂芬·福雷斯特（Stephen Forrest），学习通讯作者和密歇根大学电气工程学的彼得·A·弗兰肯杰出大学教授

该研究发表在杂志上焦耳。

传统的基于硅的太阳能电池完全不透明，非常适合太阳能农场和屋顶，但对于窗户来说是毫无用处的。另一方面，有机太阳能电池可能具有由某种塑料制成的透明光吸收器。

由于技术困难，包括效率差和寿命有限，有机太阳能电池在能源生产方面落后于基于硅的表亲。但是，Forrest实验室的新研究达到了10％的创纪录效率，预测的寿命为30年。

结果，团队现在专注于生产透明的太阳能电池。在千分尺尺寸的单个太阳模块单元之间的电气连接提供了重大挑战。有机光吸收器很容易受到涉及激光的常规细胞模式技术的损害。

取而代之的是，研究人员创建了一种多步剥离的图案技术，该技术将其降至微米级别。他们涂了薄塑料床单，并将其切成非常小的条。然后应用金属和生物材料的层。然后将条带剥离，从而导致细胞之间的电连接非常微小。

将八个半透明太阳能电池组合在一起，每个太阳能电池的尺寸为4 cm×0.4 cm，并由200 µm宽的互连连接在一起，形成了单个13 cm²模块。该模块的功率转化效率（7.3％）比单个太阳能电池的功率转化效率低10％。预计仪表尺度面板的效率也类似，因为这种效率损失很小的损失不会随模块尺寸而增长。

这些细胞适合在商业窗口中使用，因为它们的透明度超过50％，而且绿色。相同的技术使得达到更高的透明度水平变得容易，这对本地部门来说是可取的。

现在是时候让行业参与将这项技术变成负担得起的应用程序。

密歇根大学应用物理学的第一作者兼博士生Xinjing Huang

柔性太阳能电池面板最终将位于两个窗户之间。这些产生能源窗膜的目标是透明度约为50％，效率为10％–15％。在几年之内，根据福雷斯特（Forrest）的说法，这很可能会实现。

我们正在进行的研究是嘲笑技术，以便制造商可以进行大规模生产所需的投资。

斯蒂芬·福雷斯特（Stephen Forrest），学习通讯作者和密歇根大学电气工程学的彼得·A·弗兰肯杰出大学教授

根据Forrest的说法，该方法可以应用于其他生物电气设备。实际上，他们的团队已经在使用它来使用OLED创建白色照明。

密歇根大学已申请专利保护，并正在寻找合作者来帮助商业化该技术。

除了教授电气和计算机工程，材料科学和工程，物理和应用物理学外，Forrest还拥有Paul G. Goebel工程欧洲杯足球竞彩职称。欧洲杯线上买球这些研究是由合着者Dejiu Fan（EE 2020博士）计划和进行的，他是一名前博士生。这些设备是在合着者和研究科学家Yongxi Li的协助下在Lurie Nanofrication设施中创建的。

美国能源部为这项研究提供了大部分资金。环球展示公司提供了更多帮助。Universal Display Corp.的财务利益由Forrest和U-M持有。

期刊参考：

黄，X，等。（2022）原型半透明有机光伏模块的多层剥离图案。焦耳。doi.org/10.1016/j.joule.2022.06.015。

来源：https://umich.edu/