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独立的微线阵列可实现灵活的太阳能窗口

TSC是新兴设备,结合了可见透明性和光电转换的优点。这种设备的有价值的预期应用之一是将它们集成到建筑物,车辆或便携式电子设备中。因此,颜色的感知和柔韧性以及效率都是重要的。当前,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。但是,这些设备的着色透明特性或刚性强烈限制了所得TSC在实际应用中的实用性。

独立的微线阵列可实现灵活的太阳能窗口

大韩民国蔚山国立科学技术学院材料科学与工程系的科学家及其同事在《光科学与应用》上发表的一篇新论文中,开发了具有颜色中性的灵活高效的透明太阳能电池。基于嵌入在透明聚合物基质中的硅微线,他们展示了透明,柔性甚至可拉伸的太阳能电池。该独立膜成功地用于透明太阳能电池的构件。在器件的顶部形成n型Si和p型聚合物半导体之间的异质结,在器件的底部形成透明导电膜。该透明通过调整微线之间的间距,可以将设备的大约10%调整为55%。此外,在循环弯曲试验之后或在弯曲状态下,性能得以保持而没有显着降低。表明透明太阳能电池具有优异的柔韧性。在这项研究中,这种可拉伸且透明的独立式微线阵列/聚合物复合膜有望为未来的透明太阳能电池带来希望。

透明太阳能电池在能量产生和光吸收之间不可避免地要取舍。因此,基于透明太阳能电池的标准,在实现透明性方面不可避免地要折衷效率。这使得透明太阳能电池难以获得高性能。为了克服这个问题,这些科学家提出了他们的战略,以获得高性能的透明太阳能电池。

“基本上,太阳能电池可以从吸收的光中产生电能。因此,要获得高性能并保持透明度是非常具有挑战性的。我们揭示了硅微线阵列内部的吸收机制,并开发了可以控制路径的新型微线形态。结果,我们成功地增强了光吸收,这有助于透明太阳能电池中的光生电流保持透明。”

“基于具有先进的光吸收技术的独立式薄膜的透明太阳能电池,其功率转换效率超过可见透明性的8%至10%,可与基于有机物的最新中性色透明太阳能电池相媲美和钙钛矿。”

“此外,这些设备基于已经过审查的硅晶片,并已在硅太阳能电池市场中广泛使用。因此,这种坚固,超轻且灵活的平台是可行的,并有望作为将来在实际应用中实现商业化的透明太阳能电池”,科学家预测。

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