新型柔性透明太阳能电池可用于建筑物、车辆和便携式电子产品

时间:2019-12-26 21:55 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

新型柔性透明太阳能电池可用于建筑物、车辆和便携式电子产品

独立的微线阵列使灵活的太阳能窗户成为可能

TSCs是一种新兴的设备,它结合了可视透明和光电转换的优点。这些设备的一个有价值的应用前景是它们集成到建筑物、车辆或便携式电子设备中。因此,色彩感知和灵活性以及效率都很重要。目前,现有的透明太阳能电池主要基于有机物、染料、钙钛矿和非晶硅;然而,这些设备的着色透明性质或刚性强烈限制了所得到的TSCs在实际应用中的实用性。

在《光科学》杂志上发表的一篇新论文中应用方面,来自韩国蔚山国家科学技术研究院材料科学与工程系的科学家和他们的同事开发出了具有颜色中性的灵活而高效的透明太阳能电池。基于透明聚合物基质中嵌入的硅微丝,他们展示了透明、灵活甚至可拉伸的太阳能电池。这种独立式薄膜被成功地用于透明太阳能电池的砌块。n型硅和p型聚合物半导体之间的异质结形成于器件的顶部部分和透明导电膜的底部。

基于透明聚合物基质中嵌入的硅微丝,他们展示了透明、灵活甚至可拉伸的太阳能电池。

通过调整微丝之间的间距,可将器件的透明度调至10% ~ 55%。循环弯曲试验或弯曲状态下,性能保持不变,无明显下降。说明该透明太阳能电池具有良好的柔韧性。这种可拉伸透明的微波阵列/聚合物复合薄膜是未来透明太阳能电池的发展方向。

透明的太阳能电池在能量产生和光线进入之间有一个不可避免的平衡。因此,根据透明太阳能电池的标准,为了达到透明,效率不可避免的会有所降低。这使得透明的太阳能电池很难获得高性能。为了克服这个问题,这些科学家建议他们的策略来获得高性能的透明太阳能电池:

“基本上,太阳能电池可以利用吸收的光来发电。因此,在保持透明度的同时获得高性能是非常具有挑战性的。揭示了硅微线阵列内部的吸收机理,开发了能够控制光路的新型微波形貌。因此,我们成功地增强了光的吸收,这有助于在透明的太阳能电池中保持透明的光产生电流。”

“基于先进的光吸收技术的独立式薄膜的透明太阳能电池显示,在10%的可见透明度下,功率转换效率超过8%,可与最先进的基于有机和钙钛矿的中性色透明太阳能电池相媲美。”他们补充说。

此外,这些设备是基于硅晶圆的,这种硅晶圆已经在硅太阳能电池市场得到了广泛的应用。因此,这种坚固、超轻、灵活的平台作为商业化透明太阳能电池在未来的实际应用中是可行和有前途的。”科学家们预测。

参考文献:可拉伸的、无色的独立式微波阵列,用于具有柔韧性的透明太阳能电池由Sung Bum Kang, Ji-Hwan Kim, Myeong Hoon Jeong, Amit Sanger, Chan Ul Kim, chilo - min Kim和Kyoung Jin Choi, 2019年12月12日,Light: Science &应用程序。

DOI: 10.1038 / s41377 - 019 - 0234 - y

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