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太阳能发电可说是当前最受欢送的可再生能源技术，不少科学家为了扩展太阳能板的应用与范围，积极着手研讨透明太阳能电池，欲将太阳能发电与建筑物相分离，让未來的楼房都变成虚拟电厂。 例如，日本Kaneka研发的半透明太阳能电池已装置于新国立竞技场上方，它由多层网状玻璃组成，且具有防火功用。于是大家脑洞大开：假如透明太阳能电池研制胜利并商业化，这意味着城市建筑中的玻璃窗都能够被打构成太阳能电池面板，以至是电子阅读器、平板电脑、智能手机和智能手表及平板玻璃屏幕都能够吸收阳光延长续航。
据了解，目前常见的矽晶太阳能板颜色为湛蓝色，关于注重建筑美学或住家外观环境的来说，在屋顶放置太阳能板薄有微词。新一代透明太阳能板或许能处置这些懊恼，它能够用作建筑物的窗户玻璃或天窗，吸收太阳光发电的同时还能保有光线与正常视野，这种发明或许将是改动建筑物、发电与城市容颜的先驱者。 曾有资料科学家在玻璃中嵌入光吸收薄膜，让玻璃胜利变为发电设备，但玻璃面板仅吸收特定波长，玻璃会自带红色或棕色滤镜，无法在发电的同时满足光线射入与视野。因而，科学家们也在寻觅新的资料来制造这种透明的太阳能电池，如有机太阳能等新兴资料。 由有机聚合物或燃料制成的有机太阳能电池，由于不需求高耗能真空设备，制程以溶液涂布印刷为主，因而制造成原形对低，还具有低耗能、低碳优势；可依据不异化学配方与制程，让太阳能玻璃吸收不同波段的光、整透明度，或是制备成可挠模组，不只有机遇整合汽车、建筑物，也能够与穿戴式设备分离，具有共同的优势。 不论是矽晶与有机太阳能分离，还是钙钛矿与有机太阳能分离，近年来各国科学家们都为能开发出可采光、隔热与发电的太阳能窗户而努力着：韩国蔚山国立科学技术研讨院（UNIST）基于矽棒与柔软的透明聚合物，开发出弹性可伸缩的透明太阳能电池，转换效率达8%，且经过数10次弯曲测试后其性能仍可维持95%左右；2017年，美国国度实验室（NREL）研发出的半透明有机太阳能窗，光电转换效率可达11.3%。
近日，澳大利亚蒙纳士大学（Monash University）、联邦科学与工业研讨组织（CSIRO）的研讨人员，经过钙钛矿太阳能电池与有机聚合物，研发出了一款低价又稳定的半透明太阳能板，转换效率高达17%，相关研讨成果已发表于《Nano Energy》杂志。 目前，钙钛矿太阳能电池已展开成为极具潜力的太阳能技术。由于结构稳定、体积小、消费成本低、绿色环保等优点，在短短数10年间已能与矽晶太阳能电池媲美，其应用比坚硬、缺乏弹性的矽晶太阳能电池更广。 据研讨人员引见，钙钛矿太阳能电池结构为阴极-电子传输层-钙钛矿的光吸收层（主动层）-电洞传输层-阳极，通常都采用Spiro-OMeTAD资料作为电洞传输层。而他们则运用了一种能够制成聚合物的有机半导体，来替代这一常用的太阳能电池资料，由此产生了惊人的效果。
通常屋顶型太阳能的转换效率介于15%~20%之间，新型半透明的电池转换效率为17%，但仍能透射10%以上的入射光，且每平方米可产生140W电力，两平方米的太阳能窗能产生的电量相当于一个规范的屋顶太阳能板。研讨人员表示，这固然会增加相应的成本，但却能够省下整栋楼的电费。 据悉，目前该研讨团队正与澳大利亚玻璃制造商Viridian Glass携手协作，希望能将该研讨成果转化成商业产品。他们表示，或许这还要花10年才干进入商业应用，但这种技术可提供新的创新与机遇却是无可置疑的。 固然，截至目前有关透明太阳能电池的研讨已不在少数，但至今却仍未有跨入商业化应用的案例，究其缘由：光电转换效率常常比较低，造价相对较高；没有先例装置记载可供参考，需求搞分明如何闭合各个窗户太阳能的电源、维护运营方式、逆变器设备等实践问题等；需求前期投资以树立范围消费等。可见，透明太阳能电池距离大范围商业化应用仍有一段较远的距离。 |
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