您家的窗户可能很快就会产生清洁能源

研究人员设计了一种创新的解决方案，将城市眼中钉变成了清洁能源发电机。

澳大利亚的一个研究小组创造了半透明的太阳能电池，他们估计有一天会让摩天大楼产生自己的电力。透明太阳能电池由钙钛矿电池制成，钙钛矿电池通常被誉为太阳能电池的未来。

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“这项工作为实现高效和稳定的钙钛矿设备迈出了重要的一步，这些设备可以部署为太阳能窗口，以满足大部分尚未开发的市场机会，”莫纳什大学材料科学与工程系的Jacek Jasieniak教授在大学新闻稿中说。

电动车窗

几十年来，晶体硅一直是制造太阳能电池板的首选。然而，研究人员一直在寻找替代品，主要是因为制造硅基太阳能电池板的成本高昂且密集。

钙钛矿太阳能电池已成为一种有前途的替代品。钙钛矿因其特殊的晶体结构而得名。德国科学家古斯塔夫·罗斯(Gustav Rose)于1839年发现了它。钙钛矿易于合成，其独特的结构使它们作为光伏(PV)高效，可将阳光转化为电能。

在此基础上，由Jasieniak教授领导的ARC激子科学卓越中心的研究小组创造了钙钛矿细胞，其转化效率为15.5%，同时允许超过20%的可见光通过。从这个角度来看，屋顶硅电池通常具有约20%的效率。

到2020年，同一组研究人员生产了半透明的钙钛矿太阳能电池，其功率转换效率为17%，可以让10%的可见光通过。

虽然最新研究中的功率转换效率比该团队之前的结果低了几个档次，但新材料允许通过的可见光量增加了一倍。研究人员认为，这将大大增加它们在各种实际应用中的使用潜力。

“[半透明太阳能电池]在建筑集成光伏(BIPV)市场引起了极大的关注，因为它们大大增加了可用于在城市环境中发电的可用表面积，”研究人员指出。“此外，它们还具有通过部分吸收和反射阳光来减少建筑物入射热量增益的优势。

更近一步

作为最新研究的一部分，钙钛矿太阳能电池的另一个改进是连续照明和加热测试时的长期稳定性，研究人员认为这模仿了材料在实际使用中遇到的条件。

建筑物目前不是为了容纳产生能量的外墙而建造的。

“基础科学有效，这个概念非常棒，特别是对于具有巨大玻璃幕墙和可用于传统硅光伏的屋顶空间相对较少的建筑物，”物理学副教授兼读者James O"Shea博士说。物理与天文学学院和诺丁汉大学能源研究所在一封电子邮件中告诉Lifewire。

国家可再生能源实验室(NREL)的科学家兰斯·惠勒(Lance Wheeler)也对这一发展感到兴奋。“钙钛矿光伏窗口的效率和透明度指标继续上升，并可能导致现实世界的影响，”惠勒通过电子邮件告诉Lifewire。

然而，惠勒指出，在我们看到这些半透明的光伏窗户无处不在之前，除了效率和透明度之外，还需要解决几个领域。

对于初学者来说，他们需要采取一种美学上可接受的颜色。Wheeler说，钙钛矿细胞是黄色，橙色或红色，应该有一个额外的层将颜色更改为中性灰色或微妙的蓝色和绿色，这是窗户最常见的。

Wheeler还承认，虽然钙钛矿材料在耐用性方面已经取得了长足的进步，但建筑集成应用甚至比屋顶或公用事业规模的太阳能更苛刻，因为故障和更换对居住者来说成本更高，破坏性更大。

O"Shea博士建议钙钛矿太阳能电池也许可以与传统硅串联使用，以制造效率更高的混合电池。他相信太阳能窗户的发展将有助于推动钙钛矿太阳能电池技术的成熟，从而在未来几年内增加其采用率。

“建筑物目前不是为了容纳产生能量的外墙而建造的，”惠勒指出。“在大规模发生这种情况之前，需要对建筑行业进行教育和变革。

关键词： 太阳能电池 研究人员 半透明的