《巴黎氣候協(xié)議》簽署五年后，所有人的目光都集中在通往無碳未來的道路上。這一目標(biāo)的一個關(guān)鍵部分涉及從化石燃料到可再生能源的能源轉(zhuǎn)變，如太陽、水、風(fēng)能和波浪能。其中，太陽能作為地球上最可靠、最豐富的能源，一直是科學(xué)界的最高希望。近幾十年來，太陽能電池變得更便宜、更高效、更環(huán)保。然而，目前的太陽能電池往往是不透明的，這阻礙了它們的廣泛使用和融入日常材料，限制了它們只能排列在屋頂和偏遠(yuǎn)的太陽能農(nóng)場。

但如果下一代太陽能電池板可以集成到窗戶、建筑物甚至手機(jī)屏幕上呢？這是韓國仁川國立大學(xué)電氣工程系的金俊東教授的希望。在最近發(fā)表在《電源雜志》上的一項(xiàng)研究中，他和他的同事詳細(xì)介紹了他們的最新發(fā)明：一種完全透明的太陽能電池。金教授說：“透明光伏電池的獨(dú)特特性可以在人類技術(shù)中有多種應(yīng)用?！?/p>

透明太陽能電池的想法是眾所周知的，但科學(xué)家們能夠?qū)⑦@一想法轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的這一新應(yīng)用是一個至關(guān)重要的新發(fā)現(xiàn)。目前，使太陽能電池不透明的材料是半導(dǎo)體層，負(fù)責(zé)捕獲光并將其轉(zhuǎn)化為電流。因此，Kim教授和他的同事們研究了兩種潛在的半導(dǎo)體材料，這兩種材料被先前的研究人員認(rèn)為具有理想的性能。

首先是二氧化鈦（TiO2），這是一種眾所周知的半導(dǎo)體，已經(jīng)廣泛用于制造太陽能電池。二氧化鈦除了具有優(yōu)異的電性能外，還是一種環(huán)保無毒的材料。這種材料吸收紫外線（肉眼看不見的光譜的一部分），同時讓大部分可見光透過。研究的第二種材料是氧化鎳（NiO），另一種已知具有高光學(xué)透明度的半導(dǎo)體。由于鎳是地球上豐富的元素之一，而且它的氧化物在較低的工業(yè)溫度下很容易制造，所以NiO也是制造環(huán)保電池的好材料。

研究人員制備的太陽能電池由一個玻璃基板和一個金屬氧化物電極組成，他們在上面沉積了薄層半導(dǎo)體（先是TiO2，然后是NiO）和最后一層銀納米線，充當(dāng)電池中的另一個電極。他們進(jìn)行了幾項(xiàng)測試，以評估該設(shè)備的光吸收率和透射率，以及它作為太陽能電池的有效性。

他們的發(fā)現(xiàn)是令人鼓舞的！這種電池的功率轉(zhuǎn)換效率為2.1%，鑒于它只針對一小部分光譜，其性能相當(dāng)不錯。細(xì)胞也有很強(qiáng)的反應(yīng)能力，在弱光條件下工作。此外，超過57%的可見光透過細(xì)胞層，使細(xì)胞具有這種透明的外觀。在實(shí)驗(yàn)的最后一部分，研究人員展示了他們的設(shè)備是如何被用來驅(qū)動一個小馬達(dá)的。雖然這種創(chuàng)新的太陽能電池仍處于初級階段，但我們的研究結(jié)果強(qiáng)烈表明，通過優(yōu)化電池的光學(xué)和電學(xué)特性，透明光伏電池的進(jìn)一步改進(jìn)是可能的。

既然他們已經(jīng)證明了透明太陽能電池的實(shí)用性，他們希望在不久的將來進(jìn)一步提高其效率。只有進(jìn)一步的研究才能判斷它們是否真的會成為現(xiàn)實(shí)，但就所有的意圖和目的而言，這項(xiàng)新技術(shù)為清潔能源的未來打開了一扇相當(dāng)真實(shí)的窗口。