工程师创造了可持续三年的透明太阳能电池板

2021-12-10 14:21:09   编辑:曹朗梵
导读密歇根大学和其他机构的工程师创造了一种新的太阳能电池板,其透明度足以用于家庭和企业的窗户。除了透明之外,新的太阳能电池板还非常高效

密歇根大学和其他机构的工程师创造了一种新的太阳能电池板,其透明度足以用于家庭和企业的窗户。除了透明之外,新的太阳能电池板还非常高效,预计使用寿命为 30 年。该团队认为,他们的新型太阳能电池板可用于建造表面完全由太阳能电池板制成的商业建筑。

如果使用透明太阳能电池板建造多层玻璃幕墙建筑,整个建筑将成为发电机。预计 30 年的寿命是很长的时间,但商业建筑的寿命将比这长得多,这就导致了一个问题,即当达到寿命终点时,建筑物究竟会发生什么。工程师在探索碳基材料而不是硅后,创造了适合窗户的面板。

目前,最高效的太阳能电池板由硅制成,但这种材料并不透明。太阳能电池中使用两种类型的材料,称为“非富勒烯受体”和“富勒烯受体”。前者比后者更健壮但效率更低。

使用非富勒烯受体制造的典型太阳能电池可以实现 18% 的效率,接近硅电池的效率。但是,它们不会持续那么长时间。在实验中,该项目的研究人员表明,如果不采取措施保护将阳光转化为电能的面板中的材料,当暴露在阳光下时,效率会在 12 周内下降到初始值的 40% 以下。

工程师们研究了未受保护的太阳能电池的退化,并发现了他们可以改进设计的地方。改进包括通过在玻璃的朝阳面添加氧化锌层来阻挡紫外线。他们还在电池吸收光的区域附近集成了一个较薄的氧化锌层,但还必须添加一层由碳制成的称为 IC-SAM 的材料,以防止氧化锌破坏光吸收器。最后,添加了另一层,由形状像足球的富勒烯组成,以保护光吸收器。

目前,该模块的透明度为 40%,但该团队相信他们可以在未来将透明度提高到 60%。他们的材料也可以制成液体,并且该团队预计制造成本会很低。工程师们确定他们的透明太阳能电池板在 30 年后仍能保持 80% 的效率。

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