日本开发出肉眼几乎看不见的透明光伏电池,研发的光伏电池改进了各层的重叠方式和配置,在1平方厘米的面积内可产生约420皮瓦的电能。这种光伏电池的发电层使用了一种叫做“过渡金属硫族化物的金属化合物,具有将光能转化为电能的半导体特性。
100皮瓦左右可以驱动耗电量较少的传感器,光伏电池的发电能力已达到实用水平。这种光伏电池最具创新性的方面是电极使用透明金属,用铟和锡代替镍和钯,使其能够传输约 80% 的可见光。虽然之前也有开发出透明光伏电池的例子,但这些透明光伏电池的可见光透过率只有60%左右。近红外光敏聚合物可吸收更多的近红外光,对可见光却不太敏感,能够在可见光波长区域内兼顾太阳能电池的透明度和性能。由银纳米线与二氧化钛纳米粒子的混合物制成的透明导体取代,不透明金属电极有效降低了成本。
这种电池还可以在家中的窗户上发电,应用范围很广。我们将对这款产品进行性能测试等工作,力争在5年内实现实用化。以硅基为代表的无机光伏技术已经高度成熟,凭借高效、低成本等诸多优势,几乎垄断了整个光伏市场。有机光伏材料不仅具有高度可调的光学特性,而且可以很容易地制成半透明的有机薄膜,因此在半透明光伏领域具有更大的应用潜力。有机光伏还具有质地柔软、常温溶液加工等独特优势。近年来,出现了许多由中国科学家主导的重要技术突破。如果能进一步提高效率,改进大面积组件器件的制造工艺,提高寿命和稳定性,有机光伏有望在10年内在国内率先实现商业化。