透明太陽(yáng)能電池并不是什么新鮮的概念，但由于其半導(dǎo)體層的材料問題，這一概念遲遲難以轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。不過近日，韓國(guó)仁川國(guó)立大學(xué)的科學(xué)家通過將兩種潛在的半導(dǎo)體材料相結(jié)合(二氧化鈦和氧化鎳)，研發(fā)出了一種高效且透明的太陽(yáng)能電池。

近年來(lái)，隨著全球各國(guó)愈發(fā)關(guān)注氣候問題、加速脫碳進(jìn)程，太陽(yáng)能電池也越來(lái)越受歡迎。不過，現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池都是不透明的，所以只能局限在屋頂和專門的太陽(yáng)能發(fā)電廠中使用，無(wú)法得到更廣泛的應(yīng)用，例如融入到日常產(chǎn)品中。

那么，假如下一代太陽(yáng)能電池是完全透明的，是否可以集成到窗戶、建筑物，甚至手機(jī)屏幕上呢?韓國(guó)仁川國(guó)立大學(xué)電氣工程系的JoondongKim教授表示，“透明光伏電池的獨(dú)特特性可以在人類技術(shù)上有各種各樣的應(yīng)用。”

目前，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池不透明的原因重要是半導(dǎo)體層的材料，這些材料負(fù)責(zé)捕捉光并將其轉(zhuǎn)化為電流。因此，研究人員研究了兩種潛在的半導(dǎo)體材料，這兩種材料因其理想的特性，很早就被發(fā)現(xiàn)了。

第一種是二氧化鈦(TiO2)，這是一種已經(jīng)廣泛用于制造太陽(yáng)能電池的著名半導(dǎo)體。除了優(yōu)異的電氣性能外，TiO2還是一種環(huán)保無(wú)毒的材料。這種材料可以吸收紫外線，同時(shí)讓大部分可見光通過。第二種材料是氧化鎳(NiO)，這是另一種已知具有高光學(xué)透明度的半導(dǎo)體。由于鎳是地球上儲(chǔ)量豐富的元素之一，而且其氧化物很容易在工業(yè)低溫下制造，因此NiO也是制造環(huán)保電池的好材料。

具體而言，上述太陽(yáng)能電池由玻璃基板和金屬氧化物電極組成，研究人員在玻璃基板上沉積了半導(dǎo)體的薄層(先是TiO2，然后是NiO)，最后涂上銀納米線，作為電池中的另一個(gè)電極。他們進(jìn)行了多項(xiàng)測(cè)試，以評(píng)估該器件對(duì)光的吸收率和透射率，以及其作為太陽(yáng)能電池的有效性。

據(jù)研究，該電池的轉(zhuǎn)換效率為2.1%，鑒于它只針對(duì)一小部分光譜，因此還算不錯(cuò)。該電池的反應(yīng)也很靈敏，在低光照條件下也能工作。此外，有超過57%的可見光能透過電池層，使電池具有透明的一面。在實(shí)驗(yàn)的最后部分，研究人員還展示了該裝置如何為小型電機(jī)供電。

盡管這種創(chuàng)新的太陽(yáng)能電池還處于非常初級(jí)的階段，但上述研究結(jié)果表明，通過優(yōu)化電池的光學(xué)和電學(xué)特性，透明光伏電池是有可能實(shí)現(xiàn)的。