由来自ARC激子科学卓越中心(激子科学)和莫纳什大学的亚采克·贾西恩亚克教授领导的一个研究小组已经报道了在生产下一代方面的成功钙钛矿太阳能电池既能发电又能让光线通过。

他们现在正在研究如何与澳大利亚最大的玻璃制造商维里迪安玻璃公司一起将新技术融入商业产品。这种半透明的太阳能电池可以集成到窗户玻璃中，被研究人员视为“游戏规则的改变者”，可以改变建筑、城市规划和发电。这项技术可以把窗户变成主动发电机，有可能彻底改变建筑设计。研究人员称，两平方米的太阳能窗产生的电量大约相当于一个标准的屋顶太阳能电池板。

钙钛矿——太阳能电池的重大突破
 

半透明太阳能电池的想法并不新鲜，但以前的设计并不成功，因为它们非常昂贵、不稳定或效率低下。来自莫纳什大学材料科学与工程系和澳大利亚国家科学机构CSIRO的Jasieniak教授和同事使用了不同的方法。他们使用了一种可以制成聚合物的有机半导体，并用它来代替常用的太阳能电池组件(称为Spiro-OMeTAD)，这种组件显示出非常低的稳定性，因为它形成了一种无益的水性涂层。据报道，产生了惊人的结果。

“屋顶太阳能的转换效率在15％到20％之间，”亚采克说。“半透明电池的转换效率为17％，同时仍能传输10％以上的入射光，因此它们正好位于该区域。拥有能发电的窗户是长久以来的梦想，现在看来这是可能的。”

合著者、CSIRO研究科学家安东尼·切斯曼博士表示，该团队目前正致力于扩大制造流程。“我们将寻求开发一种大规模的玻璃制造工艺，这种工艺可以很容易地转移到工业领域，这样制造商就可以很容易地吸收这项技术，”他说。

“这是一种权衡，”贾西恩亚克教授解释道，“太阳能电池可以做得更透明，或者更不透明。它们越透明，产生的电力就越少，因此这成为建筑师需要考虑的问题。”

他补充说，与目前玻璃商用窗户颜色相同的太阳能窗户每平方米将产生约140瓦的电力。第一个应用可能是在多层建筑中。高层建筑中安装的大窗户造价昂贵。将半透明太阳能电池纳入其中的额外成本将是微不足道的。

"但是即使有额外的花费，这座建筑也是免费的！"贾西恩亚克教授说。“这些太阳能电池意味着我们看待建筑的方式和它们的功能发生了巨大变化。到目前为止，每栋建筑的设计都是基于窗户基本上是被动的这一假设。现在他们将积极发电。规划者和设计者甚至可能不得不重新考虑他们如何在工地上安置建筑，以优化墙壁如何吸收阳光。”

同样来自激子科学和莫纳什大学的第一作者Jae Choul Yu博士补充说，进一步的研究将带来更多的效率收益。“我们的下一个项目是串联设备，”他说。“我们将使用钙钛矿太阳能电池作为底层，有机太阳能电池作为顶层。”

至于第一个商用半透明太阳能电池何时上市，“这将取决于这项技术的推广有多成功，但我们的目标是在10年内实现，”贾西恩亚克教授说。

Viridian Glass的运营经理Jatin Khanna补充道:“这种太阳能窗户的开发提供了一个机会，可以转化为未来新的玻璃创新和技术。”