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多年來，科學家們一直致力于制造透明太陽能電池，并取得了各種里程碑式的成果，使該技術更接近商業應用。現在，韓國的一個團隊在模塊化研究方面取得了重大突破。這一進展解決了將透明太陽能技術從單個電池擴展到可集成到實際應用中的大型實用模塊的關鍵挑戰。 韓國蔚山國立科學技術研究院（UNIST）的一個研究小組開發出了透明太陽能電池技術，能夠直接從玻璃表面為電池充電。這項創新技術應用廣泛，可以直接從智能手機屏幕、汽車車窗和建筑外墻等來源產生能量。 在一次實際演示中，研究人員成功地利用自然陽光為智能手機充電，證明移動設備的屏幕可以充當能源。該技術具有巨大的商業潛力。包括透明太陽能電池在內的光伏建筑一體化（BIPV）市場預計到 2031 年將達到 867 億美元。 雖然科學家們多年來一直在研究透明太陽能電池，但合適的材料直到最近才被開發出來。例如，去年東北大學工程研究生院的研究人員利用二維原子片制造出了一種透明太陽能電池，其平均可見光透明度為 79%。此外，麻省理工學院的一個研究小組正在探索使用有機材料的透明太陽能電池技術，這種材料可以吸收紅外線和紫外線，同時允許可見光通過。 相比之下，UNIST 的方法采用了晶體硅（c-Si）這種最常見、最高效的光伏材料。他們的模塊化戰略還解決了擴大透明太陽能技術的實際應用所面臨的關鍵挑戰。 "UNIST的研究"為模塊化研究開辟了一條新的道路，這對透明硅太陽能電池的商業化至關重要，"UNIST能源與化學工程學院的Kwanyong Seo教授說，他和他的團隊開發了透明太陽能電池。"我們計劃繼續深入研究，使透明太陽能電池成為未來環保能源產業的關鍵技術。" UNIST 太陽能電池采用全背面接觸 (ABC) 設計，所有電氣元件都位于電池背面，以保持玻璃般的外觀。 另一項關鍵創新是無縫模塊化技術，該技術無需使用金屬線即可消除太陽能電池之間的縫隙。這一進步解決了與傳統太陽能電池模塊化方法相關的美觀問題。 該團隊的 16 平方厘米透明太陽能電池模塊實現了 15.8% 的峰值功率轉換效率，同時保持了 20% 的平均可見光透射率。傳統硅太陽能電池板的效率通常在 15%-20% 左右。通過將單元電池相互連接，研究人員能夠將輸出電壓和功率從 1 平方厘米電池的 0.64 V 和 15.8 mW 調整到 16 平方厘米模塊的 10.0 V 和 235 mW。 這項發表在《美國國家科學院院刊》上的研究得到了韓國能源技術評估和規劃研究所的支持。 |
