國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示，開發(fā)新的超薄金屬電極使研究人員能夠制造出高效的半透明鈣鈦礦太陽能電池，并且可以與傳統(tǒng)的硅電池結(jié)合以極大地提高兩種設(shè)備的性能。該研究代表了朝著開發(fā)完全透明的太陽能電池邁出的一步。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，使用鉻種子層可以讓他們生長出超薄金膜，作為鈣鈦礦太陽能電池具有良好導(dǎo)電性的透明電極。

賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程助理研究教授、該研究的合著者王凱說，透明太陽能電池有一天可以在家庭和辦公樓的窗戶上找到一席之地，利用原本會被浪費(fèi)掉的陽光發(fā)電。這是一大進(jìn)步，我們終于成功制造出高效、半透明的太陽能電池。

傳統(tǒng)的太陽能電池是由硅制成的，但科學(xué)家們認(rèn)為，它們正朝著技術(shù)極限發(fā)展，以生產(chǎn)出效率更高的太陽能電池?？茖W(xué)家們說，鈣鈦礦電池提供了一種很有前景的替代方案，將它們堆疊在傳統(tǒng)電池之上可以創(chuàng)建更高效的串聯(lián)設(shè)備。

我們已經(jīng)證明我們可以用非常薄的、幾乎只有幾個原子層的金來制造電極，賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程副總裁兼教授ShashankPriya說，薄金層具有高導(dǎo)電性，同時它不會干擾電池吸收陽光的能力。

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該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了19.8%的效率，創(chuàng)下了半透明電池的記錄。當(dāng)與傳統(tǒng)的硅太陽能電池結(jié)合時，串聯(lián)裝置實(shí)現(xiàn)了28.3%的效率，高于單獨(dú)使用硅電池時的23.3%?？茖W(xué)家們在《納米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。

效率提高5%是巨大的，Priya說，這基本上意味著每平方米的太陽能電池材料可以多轉(zhuǎn)換約50瓦的陽光。太陽能農(nóng)場可以由數(shù)千個模塊組成，因此可以產(chǎn)生大量電力，這是一個重大突破。

科學(xué)家們表示，在之前的研究中，超薄金膜顯示出作為鈣鈦礦太陽能電池透明電極的前景，但形成均勻?qū)拥膯栴}導(dǎo)致導(dǎo)電性較差。

研究小組發(fā)現(xiàn)，用作種子層的鉻允許金在頂部形成具有良好導(dǎo)電性能的連續(xù)超薄層。

賓州州立大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授東陽說，通常，如果您能生長出一層薄薄的諸如金之類的物質(zhì)，納米粒子就會像小島一樣聚集在一起并聚集在一起。鉻具有很大的表面能，為金在其上生長提供了一個良好的場所，實(shí)際上它使金形成了連續(xù)的薄膜。

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鈣鈦礦太陽能電池由五層和其他材料組成，被測試為透明電極損壞或退化的電池層?？茖W(xué)家們說，用金電極制成的太陽能電池在實(shí)驗(yàn)室測試中很穩(wěn)定，并且隨著時間的推移保持高效率。

基于透明電極的串聯(lián)電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的這一突破為向鈣鈦礦和串聯(lián)太陽能電池的過渡提供了有效途徑，楊說。