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半透明太阳能电池的材料及器件设计

发布:guangdianzixue    |    2017-12-06 15:10    阅读:194
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有机太阳电池(organic solar cells, OSCs)、染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSCs)及钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)是三种最具代表性的新型光伏技术,与传统硅基太阳能电池相比,具有光电转换效率高、制备简单、成本低廉等优点,极具应用前景。更为重要的是,这类电池可以实现半透明化,赋予其更广阔的应用空间,比如作为可发电的窗户、顶棚或者玻璃幕墙应用于光伏建筑一体化(BIPVs)、太阳能驱动汽车等领域。此外,半透明太阳能电池可以同时利用来自两个方向的入射光,因而比非透明太阳能电池具有更高的能量产生效率;还可以用来与其他太阳能电池一起组成叠层结构,以便更充分地利用太阳光,获得比单一器件更高的光电转换效率。

一般而言,半透明太阳能电池的光电转换效率和其透明度是此消彼长的矛盾关系,这也造成这类电池在制备过程中最大挑战:如何同时实现器件的高效率和可调透明度。就OSCs、DSCs和PSCs而言,光吸收层的透明度可以很容易地通过薄膜厚度进行调制,实现透明化的关键则在于透明顶电极的使用。香港理工大学的严锋教授(点击查看介绍)课题组在最近发表于Advanced Materials 的综述中系统归纳了不同类型透明电极材料,如透明导电氧化物(TCOs)、金属纳米线、碳纳米管(CNTs)、石墨烯及导电聚合物等在半透明OSCs、DSCs和PSCs中的应用,并详细讨论了相关器件的制备技术及优化器件效率、颜色及透明度等关键因素。文章最后总结了该领域当前存在的问题并对可能的应对策略进行展望。该综述将吸引更多的研究人员关注半透明太阳能电池,激发更多的奇思妙想,以促进该领域的进一步发展。

来源:材料学

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