讓太陽能電池變漂亮：新型柔性彩色透明電極誕生！

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上海卷柔新技術光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產光學儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術背景依托中國科學院，卷柔產品主要涉及光學儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學鍍膜產品的開發(fā)和生產，為全球客戶提供上等的產品和服務。

圖1：通過定期將氫與摻鋁氧化鋅材料混合所制造的一種在柔性基底上透明薄膜太陽能電池以實現顏色效果。

由韓國材料科學研究所能源與電子材料部的Jung-dae Kwon博士領導的研究團隊，在柔性多層著色透明電極領域取得了突破性進展。他們成功地在柔性的基底上開發(fā)出一種多層透明電極，能夠呈現不同的反射，而且對太陽能電池的效率影響微乎其微。這項**技術已成功應用于世界上頭個具有此特性的薄膜太陽能電池，相關研究成果已在《Chemical Engineering》上發(fā)表。

圖2：所開發(fā)的透明薄膜太陽能電池。

該技術的關鍵在于通過周期性地在透明電極材料中摻雜鋁的氧化鋅中引入氫，從而引發(fā)折射率差異，進而在單一材料內實現反射。通過巧妙地制作折射率差異小于5％的多層薄膜，研究團隊成功地減少了太陽能電池在可見光范圍內的反射損失。這項技術的一個顯著優(yōu)勢在于對太陽能電池效率的影響很小，使其適用于各種薄膜太陽能電池中的吸收體。此外，這一技術還有望在BIPV（建筑一體化光伏）和VIPV（車輛一體化光伏）領域提升柔性基底透明薄膜太陽能電池的審美效果。

過去，為透明薄膜太陽能電池增色主要采用的是多層薄化技術，用于改變光學特性的控制薄膜涂層技術，以及仿生結構色技術。然而，由于這些方法對可見光的寬反射帶和高反射率的影響較大，它們在吸收可見光的太陽能電池中應用較為局限，或者需要涉及多種材料的復雜工藝，難以在工業(yè)領域實際應用。

研究團隊采用常見的真空濺射沉積方法，在制備氧化鋅薄膜的同時，通過定期的氫反應制備了具有不同折射率的多層薄膜。通過調整多層薄膜的厚度，他們成功地獲得了三原色的光，甚至在應用于可見光范圍內吸收光的太陽能電池中實現了電極的顏色。

圖3：利用單一材料作為層壓材料，實現了透明薄膜太陽能電池能夠呈現紅、綠、藍三種主要顏色。

值得注意的是，這種基于單一材料的多層透明薄膜電極無需額外加工步驟。這項技術有望以較低的成本實現多樣化的顏色和高效薄膜太陽能電池。此外，由于反射的實現類似光學濾波器，因此還可以在圖像傳感器、光刻掩模和紅外屏蔽等領域應用。

主要研究員Jung-dae Kwon博士表示：“一旦該技術商業(yè)化，將有助于開發(fā)簡單、無需加工的光濾波技術和高效的著色柔性基底透明薄膜太陽能電池。此外，這還有望實現現代建筑的BIPV系統和車輛的VIPV系統，從而增強審美特點.

圖片來源：Chemical Engineering

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