窗戶供電：科學家發明了幾乎透明的太陽能電池板
知識
07-31
它們可以代替設備的屏幕、溫室的玻璃，以及摩天大樓、房屋和汽車的窗戶。
日本東北大學的一個研究小組開發了基於單層金屬和硫屬元素半導體的可見透明度高達 79% 的太陽能電池板。科學家們在《自然科學報告》上發表的一篇文章中寫道：「透明太陽能電池板引起了極大的興趣，因為它們的應用不像傳統的不透明太陽能電池板那樣受到限制。 」
儘管最近在鈣鈦礦和有機半導體的研究方面取得了突破，但仍無法實現 70% 以上的可見透明度。日本研究人員選擇改進肖特基勢壘上的太陽能電池 - 一種勢壘，出現在與金屬相鄰的半導體的近接觸層中。使用的主要材料是最常用的透明導電氧化物銦錫氧化物和單層二硫化鎢。
二硫化鎢是由過渡金屬和硫屬元素組成的薄導體過渡金屬二硫屬化物(TMD) 家族的成員。而且它們真的很薄——只有三層原子，金屬層位於硫屬元素層之間。科學家認為過渡金屬二硫化物是製造幾乎透明的太陽能電池板的最有前途的材料之一。首先，因為這些材料在可見光範圍內工作。其次，因為它們對我們幾乎是透明的。
日本研究人員試圖改善組件之間的接觸層。因此，使用額外的薄層氧化鎢，它們能夠實現比使用傳統氧化銦錫電極的電池高一千倍的能量轉換效率。然後是擴展技術及其實際應用的問題。
簡單地增加元件數量和面積往往會導致功率下降。但科學家們設法找到了「一種適合大規模生產此類元素的建築設計」。
結果，他們通過透明度為 79% 的一平方厘米太陽能電池板實現了 420 皮瓦的功率。這是基於過渡金屬二硫化物的這種薄元素的最高值。
透明的太陽能電池板將改變我們的日常生活。從小型設備到全玻璃辦公樓，我們被數十億平方米的玻璃表面所包圍。然而，這種技術首先必須相對便宜且易於製造。
