一個國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)說，開發(fā)新的超薄金屬電極使研究人員能夠創(chuàng)造出半透明的過氧化物太陽能電池，這種電池效率很高，可以與傳統(tǒng)的硅電池結(jié)合，大大提升兩種設(shè)備的性能。這項(xiàng)研究代表著向開發(fā)完全透明的太陽能電池邁出了一步。
賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系助理研究教授、該研究的共同作者Wang Kai說："透明太陽能電池有朝一日可以在家庭和辦公大樓的窗戶上找到一席之地，從本來會被浪費(fèi)的陽光中發(fā)電。這是很大的進(jìn)步，這代表著我們終于成功地制造了高效的半透明太陽能電池。"
傳統(tǒng)的太陽能電池是由硅制成的，但科學(xué)家們認(rèn)為，在創(chuàng)造更高效的太陽能電池的進(jìn)程中，他們正在接近該技術(shù)的極限。科學(xué)家們說，過氧化物電池提供了一個有希望的替代方案，將它們堆疊在傳統(tǒng)電池之上可以創(chuàng)造出更高效的串聯(lián)設(shè)備。
賓夕法尼亞州立大學(xué)負(fù)責(zé)研究的副校長和材料科學(xué)與工程教授Shashank Priya說："我們已經(jīng)證明我們可以用非常薄的、幾乎只有幾個原子層的金來制作電極。"薄金層具有很高的導(dǎo)電性，同時它不會干擾電池吸收陽光的能力。"
該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的過氧化物太陽能電池達(dá)到了19.8%的效率，創(chuàng)下了半透明電池的記錄。而當(dāng)與傳統(tǒng)的硅太陽能電池結(jié)合時，該串聯(lián)裝置達(dá)到了28.3%的效率，高于單獨(dú)硅電池的23.3%。科學(xué)家們在《納米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。
Priya說："5%的效率提高是巨大的，這基本上意味著你為每平方米的太陽能電池材料多轉(zhuǎn)換了大約50瓦的太陽光。太陽能農(nóng)場可以由成千上萬的模塊組成，所以這加起來就是大量的電力，這是一個很大的突破。"
科學(xué)家們說，在以前的研究中，超薄金膜作為包晶石太陽能電池的透明電極顯示出了前景，但在創(chuàng)造一個均勻的層方面存在技術(shù)上的困難，如果不能解決，則會導(dǎo)致導(dǎo)電性差。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，作為種子層的鉻允許金在上面形成具有良好導(dǎo)電性能的連續(xù)超薄層。
賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系助理研究教授Dong Yang說："通常情況下，如果你生長一個像金這樣的薄層，納米顆粒會耦合在一起，像小島一樣聚集在一起。"鉻具有很大的表面能，為金在上面生長提供了一個很好的地方，它實(shí)際上允許金形成一個連續(xù)的薄膜。"
過氧化物太陽能電池由五層組成，其他被測試為透明電極的材料損壞或退化了的電池層?？茖W(xué)家們說，在實(shí)驗(yàn)室測試中，用金電極制成的太陽能電池是穩(wěn)定的，并在一段時間內(nèi)保持高效率。基于透明電極的串聯(lián)電池架構(gòu)設(shè)計(jì)的這一突破，可以為過渡到過氧化物和串聯(lián)太陽能電池提供一條有效的途徑。
