【中玻網(wǎng)】太陽(yáng)能發(fā)電可說(shuō)是當前很受歡迎的可更新能源技術(shù)，不少科學(xué)家為了擴大太陽(yáng)能板的應用與范圍，積較著(zhù)手研究透明太陽(yáng)能電池，欲將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑物相結合，讓未來(lái)的樓房都變成虛擬電廠(chǎng)。

　　例如，日本Kaneka研發(fā)的半透明太陽(yáng)能電池已安裝于新國立競技場(chǎng)上方，它由多層網(wǎng)狀玻璃組成，且具有防火功能。于是大家腦洞大開(kāi)：如果透明太陽(yáng)能電池研制成功并商業(yè)化，這意味著(zhù)城市建筑中的玻璃窗都可以被打造成太陽(yáng)能電池面板，甚至是電子閱讀器、平板電腦、智能手機和智能手表及平板玻璃屏幕都能夠吸收陽(yáng)光延長(cháng)續航。

　　據了解，目前常見(jiàn)的矽晶太陽(yáng)能板顏色為湛藍色，對于重視建筑美學(xué)或住家外觀(guān)環(huán)境的來(lái)說(shuō)，在屋頂放置太陽(yáng)能板薄有微詞。新一代透明太陽(yáng)能板或許能解決這些煩惱，它可以用作建筑物的窗戶(hù)玻璃或天窗，吸收太陽(yáng)光發(fā)電的同時(shí)還能保有光線(xiàn)與正常視野，這種發(fā)明或許將是改變建筑物、發(fā)電與城市面貌的先驅者。

　　曾有材料科學(xué)家在玻璃中嵌入光吸收薄膜，讓玻璃成功變?yōu)榘l(fā)電設備，但玻璃面板僅吸收特定波長(cháng)，玻璃會(huì )自帶紅色或棕色濾鏡，無(wú)法在發(fā)電的同時(shí)滿(mǎn)足光線(xiàn)射入與視野。因此，科學(xué)家們也在尋找新的材料來(lái)制造這種透明的太陽(yáng)能電池，如農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能等新型材料。

　　由農業(yè)生產(chǎn)體系聚合物或燃料制成的農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能電池，由于不需要高耗能真空設備，制程以溶液涂布印刷為主，因此制造成本相對低，還具有低耗能、低碳優(yōu)勢；可根據不同化學(xué)配方與制程，讓太陽(yáng)能玻璃吸收不同波段的光、整透明度，或是制備成可撓模組，不僅農業(yè)生產(chǎn)體系會(huì )整合汽車(chē)、建筑物，也可以與穿戴式設備結合，擁有獨特的優(yōu)勢。

　　不管是矽晶與農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能結合，還是鈣鈦礦與農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能結合，近年來(lái)各國科學(xué)家們都為能開(kāi)發(fā)出可采光、隔熱與發(fā)電的太陽(yáng)能窗戶(hù)而努力著(zhù)：韓國蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究院（UNIST）基于矽棒與柔軟的透明聚合物，開(kāi)發(fā)出彈性可伸縮的透明太陽(yáng)能電池，轉換效率達8%，且經(jīng)過(guò)數10次彎曲測試后其性能仍可維持95%左右；2017年，美國國家實(shí)驗室（NREL）研發(fā)出的半透明農業(yè)生產(chǎn)體系太陽(yáng)能窗，光電轉換效率可達11.3%。

　　近日，澳大利亞蒙納士大學(xué)（Monash University）、聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究籌備（CSIRO）的研究人員，通過(guò)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池與農業(yè)生產(chǎn)體系聚合物，研發(fā)出了這款便宜又穩定的半透明太陽(yáng)能板，轉換效率高達17%，相關(guān)研究成果已發(fā)表于《Nano Energy》雜志。

　　目前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已發(fā)展成為較具潛力的太陽(yáng)能技術(shù)。由于結構穩定、體積小、生產(chǎn)成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在短短數10年間已能與矽晶太陽(yáng)能電池媲美，其應用比堅硬、缺乏彈性的矽晶太陽(yáng)能電池更廣。

　　據研究人員介紹，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池結構為陰較-電子傳輸層-鈣鈦礦的光吸收層（主動(dòng)層）-電洞傳輸層-陽(yáng)較，通常都采用Spiro-OMeTAD材料作為電洞傳輸層。而他們則使用了一種可以制成聚合物的農業(yè)生產(chǎn)體系半導體，來(lái)代替這一常用的太陽(yáng)能電池材料，由此產(chǎn)生了驚人的效果。

　　通常屋頂型太陽(yáng)能的轉換效率介于15%~20%之間，新型半透明的電池轉換效率為17%，但仍能透射10%以上的入射光，且每平方米可產(chǎn)生140W電力，兩平方米的太陽(yáng)能窗能產(chǎn)生的電量相當于一個(gè)標準的屋頂太陽(yáng)能板。研究人員表示，這雖然會(huì )增加相應的成本，但卻可以省下整棟樓的電費。

　　據悉，目前該研究團隊正與澳大利亞玻璃制造商Viridian Glass攜手合作，希望能將該研究成果轉化成商業(yè)產(chǎn)品。他們表示，或許這還要花10年才能進(jìn)入商業(yè)應用，但這種技術(shù)可提供新的創(chuàng )新與機會(huì )卻是不容置疑的。

　　雖然，截至目前有關(guān)透明太陽(yáng)能電池的研究已不在少數，但至今卻仍未有跨入商業(yè)化應用的案例，究其原因：光電轉換效率往往比較低，造價(jià)相對較高；沒(méi)有先例裝置記錄可供參考，需要搞清楚如何閉合各個(gè)窗戶(hù)太陽(yáng)能的電源、維護運營(yíng)方式、逆變器設備等實(shí)際問(wèn)題等；需要前期投入資金以建立規模生產(chǎn)等?？梢?jiàn)，透明太陽(yáng)能電池距離大規模商業(yè)化應用仍有一段較遠的距離。