自20世紀(jì)50年代以來(lái)，晶體硅一直是太陽(yáng)能電池制造商的首選材料。相比較其他同類(lèi)材料，晶體硅具備最高的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，不過(guò)它也有缺陷，那就是透明度。不過(guò)來(lái)自韓國(guó)的科學(xué)家相信已經(jīng)找到了解決方案，就是在晶體硅上打孔。

透明的太陽(yáng)能電池能夠?yàn)槿祟?lèi)的可再生能源帶來(lái)巨大好處，并擁有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，例如可以取代摩天大樓的窗戶(hù)、汽車(chē)中的天窗以及智能手機(jī)的屏幕。在追求透明的進(jìn)程中，科學(xué)家探索了不同的材料和不同的太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)，但它們?cè)谛?、透明度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性上都存在某種程度的犧牲。

不過(guò)韓國(guó)蔚山國(guó)立科學(xué)研究所和韓國(guó)大學(xué)的科學(xué)家認(rèn)為，他們的新型透明太陽(yáng)能電池不會(huì)做出任何妥協(xié)。論文的共同資深作者Kwanyong Seo表示：“我的團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)諸多測(cè)試得出結(jié)論，晶體硅是開(kāi)發(fā)玻璃狀，高效，高穩(wěn)定性和中性色太陽(yáng)能電池的最佳材料。這個(gè)項(xiàng)目對(duì)我們所有人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)瘋狂的想法。問(wèn)題在于晶體硅不是透明的，因此在我們之前，沒(méi)有人試圖制造具有中性色的透明晶體硅。”

Seo和他所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在這方面取得重大突破，他們?cè)诰w硅上鉆出了一堆小小的孔。為了避免過(guò)去一直透明太陽(yáng)能電池的偏紅色調(diào)和其他顏色，研究團(tuán)隊(duì)在晶體硅上鉆了跟人類(lèi)頭發(fā)絲大小的孔洞，允許光線(xiàn)穿過(guò)。

這些孔以精心設(shè)計(jì)的圖案排列，肉眼是無(wú)法看到的。在測(cè)試中，透明太陽(yáng)能電池具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)換效率為12.2%。這與商用太陽(yáng)能電池的20-25%的效率依然有很大的差距，但相對(duì)于目前正在開(kāi)發(fā)中的透明太陽(yáng)能電池已經(jīng)有了明顯的改進(jìn)。

研究團(tuán)隊(duì)還測(cè)試將這個(gè)透明太陽(yáng)能電池作為窗戶(hù)的潛在應(yīng)用場(chǎng)景。在測(cè)試中低角度光線(xiàn)下，常規(guī)太陽(yáng)能電池在電流上的損耗大約是30%。此外科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)低角度光線(xiàn)能夠讓太陽(yáng)能電池的電流減少不到4%。

Seo表示：“我們希望替代現(xiàn)有的窗戶(hù)。我們需要克服許多困難，例如法律法規(guī)。我們還需要具有機(jī)械穩(wěn)定性和強(qiáng)度，才能使用我們的設(shè)備替換建筑物中的當(dāng)前窗戶(hù)。”

相關(guān)論文發(fā)表在《Joule.》上。