太陽能已經(jīng)顯示出作為清潔能源的巨大潛力?，F(xiàn)在，韓國的科學(xué)家提出了一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，用于開發(fā)高功率透明太陽能電池。這項(xiàng)創(chuàng)新是朝著離網(wǎng)生活實(shí)現(xiàn)可持續(xù)綠色未來目標(biāo)邁出的一步。

如今，迫在眉睫的氣候變化危機(jī)要求從常規(guī)使用的化石燃料轉(zhuǎn)向高效的綠色能源?，F(xiàn)在，研究人員討論了“個(gè)性化能源”的概念，這將使現(xiàn)場發(fā)電成為可能。例如，太陽能電池可能會集成到窗戶，車輛，手機(jī)屏幕和其他消費(fèi)產(chǎn)品中。但是為此，方便且透明的太陽能電池板很重要。為此，科學(xué)家最近開發(fā)了“透明光伏”(TPV)器件，這是傳統(tǒng)太陽能電池的透明版本。與傳統(tǒng)的深色，不透明的太陽能電池(吸收可見光)不同，TPV使用落在紫外線(UV)范圍內(nèi)的“不可見”光。

傳統(tǒng)的太陽能電池可以是“濕式”(基于溶液)或“干式”(由金屬氧化物半導(dǎo)體組成)。其中，干式太陽能電池比濕式太陽能電池略有優(yōu)勢：它們更加可靠，環(huán)保且具有成本效益。此外，金屬氧化物非常適合利用紫外線。盡管如此，到目前為止，金屬氧化物TPV的潛力尚未得到充分挖掘。

為此，大韓民國仁川國立大學(xué)的研究人員提出了一種基于金屬氧化物的TPV器件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。他們開發(fā)了一種在兩個(gè)透明金屬氧化物半導(dǎo)體之間的超薄硅(Si)層，目的是開發(fā)一種高效的TPV器件。這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《納米能源》(Nano Energy)的一項(xiàng)研究中，該研究于2020年8月10日在線提供(比2020年12月發(fā)行的原定最終出版物提前)。主持該研究的Joondong Kim教授解釋說：“我們的目標(biāo)是通過在氧化鋅和氧化鎳之間嵌入一層非晶硅超薄膜，設(shè)計(jì)出一種高功率生產(chǎn)的透明太陽能電池。”

這種由硅膜組成的新穎設(shè)計(jì)具有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。首先，它允許使用更長波長的光(與裸TPV相對)。其次，它可以有效收集光子。第三，它允許將帶電粒子更快地傳輸?shù)诫姌O。此外，即使在弱光條件下(例如，在陰天或雨天)，該設(shè)計(jì)也可能產(chǎn)生電能?？茖W(xué)家通過使用該設(shè)備操作風(fēng)扇的直流電動機(jī)進(jìn)一步證實(shí)了該設(shè)備的發(fā)電能力。

基于這些發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)對這種新型TPV設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)適用性感到樂觀。金教授說：“我們希望將TPV設(shè)計(jì)的使用擴(kuò)展到各種材料，從玻璃建筑物到移動設(shè)備，如電動汽車，智能手機(jī)和傳感器。” 此外，該團(tuán)隊(duì)正準(zhǔn)備通過使用創(chuàng)新材料(例如2-D半導(dǎo)體，金屬氧化物的納米晶體和硫化物半導(dǎo)體)將設(shè)計(jì)提高到一個(gè)新的水平。金教授說：“我們的研究對于可持續(xù)的綠色未來至關(guān)重要，尤其是要使無碳足跡或無碳足跡的清潔能源系統(tǒng)聯(lián)系起來。”