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新型柔性透明太阳能电池可用于建筑物、车辆和便携式电子产品

发布时间:2019-12-23 访问次数:727次 来源:柔性电子创新中心 分享:

透明太阳能电池(TSC)是新兴的领域,结合了可见透明性和光电转换的优点。目前TSC领域正处于“百花齐放”当中,各种研究方向都有。

当前,现有的透明太阳能电池主要基于有机物,染料,钙钛矿和非晶硅。但是,这些材料的彩色透明特性或刚性强限制了这些TSC的实用性。

韩国蔚山国立科学技术学院材料科学与工程系的科学家开发了一种具有颜色中性的灵活高效的透明太阳能电池。此TSC是基于嵌入在透明聚合物基质中的硅微线,构成了透明、柔性甚至可拉伸的太阳能电池。该膜成功地用于透明太阳能电池的构件。

SiMPF复合材料的实验程序

通过深度反应离子刻蚀制造具有可控制间距的晶体n-Si微线阵列,并将其嵌入透明聚合物基质中。随后,通过干法蚀刻和湿法蚀刻的组合,通过应用机械剥离技术获得独立式Si微线阵列聚合物复合膜(SiMPF)。

此外,我们在n-Si尖端的顶部应用了p型导电聚合物,从而可以在聚合物和n-Si之间形成结,并制造出中性色透明太阳能电池。并可以通过调整微线之间的间距,可以将设备的透明度从10%调整为55%。而且,在循环弯曲试验之后或在弯曲状态下,性能得以保持,而没有明显降低。表明此类透明太阳能电池具有优异的柔韧性。

表1微丝间距可控的8个平顶简易聚焦荧光透明太阳能电池样品的平均光伏性能。

表2 Flat-tip SiMPF的光学特性(反射率、透射率)。

基于n-SiMPF的透明太阳能电池的倾斜尖端可实现8.07%的功率转换效率,同时具有10%的可见透明性和灵活性。此类TSC具有与主要基于钙钛矿、染料和有机物的现有TSC相当的性能。在这项研究中,这种可拉伸且透明的独立式微线阵列/聚合物复合材料薄膜有望用于未来的透明太阳能电池。

可以预见,随着TSC的蓬勃发展,太阳能发电将到处可见,未来的建筑屋顶窗户玻璃,汽车玻璃等,都可以用做太阳能发电。
资料来源:《Light: Science & Applications 》:《Stretchable and colorless freestanding microwire arrays for transparent solar cells with flexibility》

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