研究人員開發(fā)半透明太陽能電池 可用于車輛天窗

據(jù)報道，德國航空航天中心（DLR）的研究人員基于由硅和鍺（Si/Ge） 制成的超薄氫化非晶態(tài)多量子阱（MQW）制造了一種半透明太陽能電池。

研究人員Hosni Meddeb表示：“這種新穎的半透明太陽能電池技術(shù)，能夠提供多種集成機會，適合建筑和窗戶的玻璃立面、車輛天窗等不同應用。除了收集太陽能，通過定制設計還可以實現(xiàn)多種功能，如美學外觀、視覺舒適性和熱管理?！?/p>

量子阱是插入電池層的薄納米結(jié)構(gòu)，可以改變帶隙等性質(zhì)。以前的光伏研究采用單量子阱（SQW）納米結(jié)構(gòu)，本項研究的新穎之處在于賦予其“多”構(gòu)型。研究人員表示：“這為光學設計和帶隙工程提供了額外的自由度?！绷硗?，MQW在光伏性能和透明度方面都有優(yōu)勢。

研究人員構(gòu)建了若干帶有MQW或SQW的太陽能電池，并比較其在標準光照條件下的性能，以評估前者的優(yōu)勢程度。采用直流磁控濺射技術(shù)（DC magnetron sputtering）沉積前后電極，在13.56MHZ頻率下通過低溫等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）方法制備半導體功能層，并在100C下對電池進行30?分鐘的退火處理。

研究人員表示，在開路電壓和填充系數(shù)方面，由六個2.5納米MQW組成的電池，比基于20納米SQW的器件表現(xiàn)得更好，功率轉(zhuǎn)換效率達到3.4%，平均可見光傳輸水平約為33%。據(jù)介紹，相應的光利用效率超過1.1%，堪稱無機半透明太陽能電池技術(shù)中最頂級的技術(shù)之一。

目前，該團隊正在嘗試，將這種新型半透明太陽能電池技術(shù)應用于建筑集成光伏，并進行相應的技術(shù)經(jīng)濟和生態(tài)評估。Meddeb表示，這種超薄膜光伏概念富有前景，在低材耗、快速制造和降低成本方面具有技術(shù)優(yōu)勢，更容易實現(xiàn)商業(yè)化。

審核編輯 ：李倩