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突破性透明電極技術:提升鈣鈦礦太陽能電池效能與壽命

雙面鈣鈦礦太陽能電池以其能夠從兩側吸收太陽光的特性而聞名。印度理工學院(IIT)的研究團隊近期在該領域取得重大進展,他們開發出一種新型的NiO/Ag/NiO透明電極,不僅提升了電池的效能與耐用性,還具備優異的紅外線透光性,為太陽能應用帶來突破性的發展。

根據《光子能源期刊》的報導,IIT Dharwad的研究團隊設計並製造了一種對紅外光高度透明的雙面太陽能電池。他們在電池頂部採用了三層結構的NiO/Ag/NiO(NAN)混合透明電極,並透過低能量物理氣相沉積技術,成功製作出具有極低電阻和高可見光透射率的電極。

當這款NAN透明電極整合到太陽能電池結構中時,無論是從正面還是背面照射,電池都展現出令人印象深刻的功率轉換效率(PCE),分別達到9.05%和6.54%。此外,高達72%的雙面性因子也顯示出該電池能夠有效捕捉來自兩個方向的光線。

雙面太陽能電池不僅能利用直接來自太陽的光線,還能捕捉雲層散射的光線以及地面反射的光線(土壤反照率)。這種特性使其在各種環境下都能高效發電。

更令人驚豔的是,這些雙面太陽能電池展現出卓越的耐用性,在未進行任何保護封裝的情況下,經過1,000小時後仍能維持80%的初始效率。此外,它們在近紅外光區域也具備顯著的光線透射能力,這使得它們非常適合應用於熱窗和光電裝置。

NAN透明電極的厚度不到40奈米,這進一步增強了其在建築材料和串聯太陽能電池應用中的整合潛力。IIT Dharwad物理學副教授Dhriti Sundar Ghosh表示:「這項研究為透明電極的設計提供了一種策略,未來可應用於雙面鈣鈦礦太陽能電池,並進一步拓展至串聯裝置、農業光伏和汽車技術等領域。」

這項突破性研究凸顯了雙面鈣鈦礦太陽能電池在推動太陽能技術發展方面的巨大潛力,為未來的能源應用開闢了新的可能性。