由密歇根大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)更接近用作電源的摩天大樓，為中性色透明太陽(yáng)能電池創(chuàng)造了新的效率記錄。

該團(tuán)隊(duì)使用有機(jī)或碳基設(shè)計(jì)而非常規(guī)硅實(shí)現(xiàn)了8.1%的效率和43.3%的透明度。電池雖然略帶綠色，但更像太陽(yáng)鏡和汽車窗戶的灰色。

彼得·史蒂芬·福雷斯特(Stephen Forrest)表示：“每棟建筑的表面都設(shè)有窗戶，是有機(jī)太陽(yáng)能電池的理想之選，因?yàn)樗鼈兲峁┝斯锜o法提供的東西，這是非常高的效率和非常高的可見透明度的結(jié)合。”主持這項(xiàng)研究的A. Franken杰出大學(xué)工程學(xué)教授和Paul G. Goebel工程學(xué)教授。

具有玻璃幕墻的建筑物通常在其上具有涂層，該涂層反射并吸收光譜的可見光和紅外光中的某些光，以降低建筑物內(nèi)的亮度和熱量。透明的太陽(yáng)能電池板可以扔掉建筑物的用電需求，而不是將其浪費(fèi)掉。一些現(xiàn)有窗戶的透明度類似于太陽(yáng)能電池的透明度。Forrest的小組在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的報(bào)告中說。

“我們開發(fā)的新材料和設(shè)備的結(jié)構(gòu)必須權(quán)衡各種折衷，才能同時(shí)提供良好的日光吸收，高電壓，高電流，低電阻和色中性透明性。”李永喜(Yongxi Li)，電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的助理研究員。

這種新材料是有機(jī)分子的組合，這些有機(jī)分子被設(shè)計(jì)成在可見光中透明，而在近紅外光中吸收，近紅外光是光譜的不可見部分，占了陽(yáng)光中的大部分能量。此外，研究人員還開發(fā)了光學(xué)涂層，以提高紅外光產(chǎn)生的功率和可見光范圍內(nèi)的透明度，這兩種質(zhì)量通常相互競(jìng)爭(zhēng)。

該裝置的顏色中性版本是用銦錫氧化物電極制成的。銀電極將效率提高到10.8%，透明性提高到45.8%。但是，某些窗口應(yīng)用程序可能不接受該版本的偏綠色調(diào)。

透明太陽(yáng)能電池通過其光利用效率來衡量，該效率描述了撞擊到窗戶的光從室內(nèi)發(fā)出的電能或透射光中有多少能量。先前的透明太陽(yáng)能電池的光利用率大約為2-3%，但是銦錫氧化物電池的額定光利用率為3.5%，而白銀版本的光利用率為5%。

兩種版本都可以使用比其他透明太陽(yáng)能電池毒性小的材料進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。透明有機(jī)太陽(yáng)能電池還可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥冗M(jìn)行定制，以利用以下事實(shí)：當(dāng)太陽(yáng)光線以垂直角度照射時(shí)，它們效率最高。它們可以放置在雙層玻璃的窗格之間。

Forrest及其團(tuán)隊(duì)正在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)，其下一個(gè)目標(biāo)是達(dá)到7%的光利用率，并將電池壽命延長(zhǎng)至10年左右。他們還研究在新的和現(xiàn)有建筑物中安裝透明太陽(yáng)能電池窗的經(jīng)濟(jì)性。