國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示，開發(fā)新的超薄金屬電極使研究人員能夠制造出高效的半透明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，并且可以與傳統(tǒng)的硅電池結(jié)合以極大地提高兩種設(shè)備的性能。該研究代表了朝著開發(fā)完全透明的太陽(yáng)能電池邁出的一步。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，使用鉻種子層可以讓他們生長(zhǎng)出超薄金膜，作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有良好導(dǎo)電性的透明電極。

賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程助理研究教授、該研究的合著者王凱說(shuō)，透明太陽(yáng)能電池有一天可以在家庭和辦公樓的窗戶上找到一席之地，利用原本會(huì)被浪費(fèi)掉的陽(yáng)光發(fā)電。這是一大進(jìn)步，我們終于成功制造出高效、半透明的太陽(yáng)能電池。

傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池是由硅制成的，但科學(xué)家們認(rèn)為，它們正朝著技術(shù)極限發(fā)展，以生產(chǎn)出效率更高的太陽(yáng)能電池。科學(xué)家們說(shuō)，鈣鈦礦電池提供了一種很有前景的替代方案，將它們堆疊在傳統(tǒng)電池之上可以創(chuàng)建更高效的串聯(lián)設(shè)備。

我們已經(jīng)證明我們可以用非常薄的、幾乎只有幾個(gè)原子層的金來(lái)制造電極，賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程副總裁兼教授ShashankPriya說(shuō)，薄金層具有高導(dǎo)電性，同時(shí)它不會(huì)干擾電池吸收陽(yáng)光的能力。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了19.8%的效率，創(chuàng)下了半透明電池的記錄。當(dāng)與傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能電池結(jié)合時(shí)，串聯(lián)裝置實(shí)現(xiàn)了28.3%的效率，高于單獨(dú)使用硅電池時(shí)的23.3%?？茖W(xué)家們?cè)凇都{米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。

效率提高5%是巨大的，Priya說(shuō)，這基本上意味著每平方米的太陽(yáng)能電池材料可以多轉(zhuǎn)換約50瓦的陽(yáng)光。太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)可以由數(shù)千個(gè)模塊組成，因此可以產(chǎn)生大量電力，這是一個(gè)重大突破。

科學(xué)家們表示，在之前的研究中，超薄金膜顯示出作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池透明電極的前景，但形成均勻?qū)拥膯?wèn)題導(dǎo)致導(dǎo)電性較差。

研究小組發(fā)現(xiàn)，用作種子層的鉻允許金在頂部形成具有良好導(dǎo)電性能的連續(xù)超薄層。

賓州州立大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授東陽(yáng)說(shuō)，通常，如果您能生長(zhǎng)出一層薄薄的諸如金之類的物質(zhì)，納米粒子就會(huì)像小島一樣聚集在一起并聚集在一起。鉻具有很大的表面能，為金在其上生長(zhǎng)提供了一個(gè)良好的場(chǎng)所，實(shí)際上它使金形成了連續(xù)的薄膜。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由五層和其他材料組成，被測(cè)試為透明電極損壞或退化的電池層?？茖W(xué)家們說(shuō)，用金電極制成的太陽(yáng)能電池在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中很穩(wěn)定，并且隨著時(shí)間的推移保持高效率。

基于透明電極的串聯(lián)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的這一突破為向鈣鈦礦和串聯(lián)太陽(yáng)能電池的過(guò)渡提供了有效途徑，楊說(shuō)。