達(dá)成《巴黎氣候協(xié)定》五年后，所有人的目光都聚焦在通往無碳未來道路上的世界進(jìn)步。該目標(biāo)的關(guān)鍵部分涉及從化石燃料到可再生能源(例如太陽，水，風(fēng)和波浪能)的能源轉(zhuǎn)換。其中，太陽能一直是地球上最可靠，最豐富的能源，在科學(xué)界一直寄予厚望。在最近的幾十年中，太陽能電池已經(jīng)變得更便宜，更高效并且對(duì)環(huán)境友好。然而，當(dāng)前的太陽能電池往往是不透明的，這限制了它們?cè)谖蓓敽推h(yuǎn)的太陽能農(nóng)場(chǎng)中的排列，從而阻止了它們的廣泛使用和與日常材料的整合。

但是，如果下一代太陽能電池板可以集成到窗戶，建筑物甚至手機(jī)屏幕上怎么辦?這是韓國(guó)仁川國(guó)立大學(xué)電氣工程系的Joondong Kim教授的希望。在最近發(fā)表在《電源雜志》上的一項(xiàng)研究中，他和他的同事詳細(xì)介紹了他們的最新發(fā)明：一種完全透明的太陽能電池。金教授說：“透明光伏電池的獨(dú)特功能可能在人類技術(shù)中有多種應(yīng)用。”

透明太陽能電池的想法是眾所周知的，但是科學(xué)家能夠?qū)⑦@種想法付諸實(shí)踐的這種新穎應(yīng)用是一項(xiàng)至關(guān)重要的新發(fā)現(xiàn)。目前，使太陽能電池不透明的材料是半導(dǎo)體層，即負(fù)責(zé)捕獲光并將其轉(zhuǎn)換為電流的材料。因此，金教授和他的同事研究了兩種潛在的半導(dǎo)體材料，這些材料被先前的研究人員認(rèn)為具有理想的性能。

首先是二氧化鈦(TiO 2)，這是一種眾所周知的半導(dǎo)體，已經(jīng)廣泛用于制造太陽能電池。TiO 2不僅具有出色的電性能，而且還是一種環(huán)保且無毒的材料。這種材料吸收紫外線(肉眼不可見的一部分光譜)，同時(shí)讓大部分可見光通過。研究中用于形成該結(jié)的第二種材料是氧化鎳(NiO)，這是另一種已知具有高光學(xué)透明性的半導(dǎo)體。鎳是地球上霧氣豐富的元素之一，并且其氧化物可以在較低的工業(yè)溫度下輕松制造，因此，NiO也是制造環(huán)保電池的好材料。

研究人員準(zhǔn)備的太陽能電池由玻璃基板和金屬氧化物電極組成，在其上沉積了半導(dǎo)體的薄層(首先是TiO 2，然后是NiO)，最后沉積了銀納米線，另一個(gè)電池中的電極。他們進(jìn)行了幾次測(cè)試，以評(píng)估該設(shè)備對(duì)光的吸收和透射率，以及其作為太陽能電池的有效性。

他們的發(fā)現(xiàn)令人鼓舞;功率轉(zhuǎn)換效率為2.1%，該電池的性能非常好，因?yàn)樗会槍?duì)光譜的一小部分。該電池還具有高響應(yīng)性，可以在弱光條件下工作。此外，可見的57%以上的光通過細(xì)胞的層被傳送，給細(xì)胞這個(gè)透明方面。在實(shí)驗(yàn)的最后部分，研究人員演示了如何將其設(shè)備用于為小型電動(dòng)機(jī)供電。“盡管這種創(chuàng)新型太陽能電池仍處于起步階段，但我們的研究結(jié)果強(qiáng)烈表明，通過優(yōu)化電池的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，透明光伏電池有可能進(jìn)一步改善，”金教授說。

既然他們已經(jīng)證明了透明太陽能電池的實(shí)用性，他們希望在不久的將來進(jìn)一步提高其效率。只有進(jìn)一步的研究才能確定它們是否確實(shí)將成為現(xiàn)實(shí)，但是就所有意圖和目的而言，這項(xiàng)新技術(shù)都為清潔能源的未來打開了一個(gè)窗口。

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