透明太陽能電池技術可讓智慧型手機和汽車自動充電
多年來,科學家們一直致力於製造透明太陽能電池,並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組化研究方面取得了重大突破。這項進展解決了將透明太陽能技術從單一電池擴展到可整合到實際應用中的大型實用模組的關鍵挑戰。
韓國蔚山國立科學技術研究院(UNIST)的研究團隊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,可直接從智慧型手機螢幕、汽車車窗和建築外牆等來源產生能量。
在一次實際演示中,研究人員成功地利用自然陽光為智慧型手機充電,證明行動裝置的螢幕可以充當能源。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築整合(BIPV)市場預計到2031 年將達到867 億美元。
雖然科學家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製造出了透明太陽能電池,其平均可見光透明度為79%。此外,麻省理工學院的研究小組正在探索使用有機材料的透明太陽能電池技術,可以吸收紅外線和紫外線,同時允許可見光通過。
相較之下,UNIST 的方法採用了晶體矽(c-Si)這種最常見、最高效的光伏材料。他們的模組化策略也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”為模組化研究開闢了一條新的道路,這對透明矽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。 “
UNIST 太陽能電池採用全背面接觸(ABC) 設計,所有電氣元件都位於電池背面,以保持玻璃般的外觀。
另一項關鍵創新是無縫模組化技術,該技術無需使用金屬線即可消除太陽能電池之間的縫隙。這項進步解決了與傳統太陽能電池模組化方法相關的美觀問題。
該團隊的16 平方公分透明太陽能電池模組實現了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。傳統矽太陽能板的效率通常在15%-20% 左右。透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 平方公分電池的0.64 V 和15.8 mW 調整到16 平方公分模組的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。