韩国研发可伸缩无色太阳能电池 可嵌入汽车玻璃和柔性设备

据外媒报道，韩国蔚山国家科学技术研究院（UNIST）的研究人员研发了一款可伸缩无色太阳能电池，转换效率可达8%，经过数十次弯曲测试后，性能仍可保持在95%左右。此外，该款电池可用于建筑物、汽车玻璃和便携式电子设备。

透明太阳能电池（TSC）是一种新型设备，兼具透明性和光电转换的优点，有望应用于便携式电子设备、车辆或建筑物中。因此，必须考虑到灵活性、颜色感知以及效率等因素。现有TSC电池大多基于钙钛矿、有机物、非晶硅和染料，但是，材料刚性或着色透明性在很大程度上限制其应用。

研究人员以集成到透明聚合物基质中的硅微线为基础，有效利用独立薄膜打造透明太阳能电池。在电池底部设置透明导电膜；并在设备顶部，使p型聚合物半导体和n型硅之间形成异质结。通过调整微线之间的距离，来调整设备透明度，大约在10%到55%之间。

根据测试，在弯曲状态下或经过循环弯曲试验之后，电池性能保持不变，未出现明显下降。这表明TSC电池具有卓越的灵活性。在这项研究中，透明、可拉伸的独立微线阵列/聚合物复合膜，为未来开发TSC电池奠定基础。

但是，在标准TSC电池中，为了实现透明性，必然要牺牲效率，难以获得高性能。为了解决这一问题，研究人员提出一种新方法。研究人员表示，太阳能电池基本上通过吸收光来发电。因此，如何保持电池透明度，同时实现高性能，这一问题非常具有挑战性。他们发现了硅微线阵列内部的吸收机理，并开发出能够控制光路的新型微线形貌。“结果，我们成功提升光吸收能力。在透明太阳能电池中，这有助于产生光生电流，保持电池透明性。”

这种透明太阳能电池，采用基于先进光吸收技术的独立薄膜材料制成，在10%的可见透明度下，功率转换效率可达8%以上，可与目前最先进的基于有机和钙钛矿的中性色透明太阳能电池相媲美。研究人员表示：“这些设备基于硅晶圆。在硅太阳能电池市场，硅晶圆已经得到广泛的应用。因此，这种坚固、超轻、灵活的平台，具有可行性，未来有望投入实际应用，成为商业化透明太阳能电池。”

有机太阳能是由有机聚合物或染料制成，由于不需要高能耗真空设备，制程以溶液涂布印刷为主，因此制造成本相对低，具有低能耗、低成本与低碳三低优势，且根据不同化学配方与制程，还能让窗户吸收不同波段的光、整透光度，或是制备成可挠模块，不仅有机会集成在汽车、建筑上，也可以与穿戴式设备结合，拥有独特且优势的利基市场。

因此虽然有机太阳能还没有达到大规模商业化，但不少厂商看好其未来发展，正努力研发中。

美国创业公司UbiquitousEnergy先前也声称自家的透明有机太阳能电池已获第三方实验室NewportCorporation认证，转换效率达9.8%，可吸收紫外光与近红外光，目前打算先集成到房屋窗户上，更已经在加州总部装设面积达9平方米的透明太阳能窗户。