由韓國(guó)材料科學(xué)研究院能源與電子材料系的Jung-dae Kwon博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功地在柔性基板上實(shí)現(xiàn)了世界上首個(gè)透明薄膜太陽(yáng)電池，該電池可呈現(xiàn)不同的反射顏色，且不會(huì)顯著降低太陽(yáng)電池的效率。研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》上。

這是一種在單一材料中實(shí)現(xiàn)反射顏色的技術(shù)，其方法是在作為透明電極的摻鋁氧化鋅中周期性地加入氫以引起折射率的差異。

通過(guò)設(shè)計(jì)折射率差極低的多層薄膜(小于5%)，太陽(yáng)能電池裝置吸收的可見(jiàn)光區(qū)域的反射損耗降到了最低。由于幾乎不會(huì)因顏色的實(shí)現(xiàn)而降低太陽(yáng)電池的效率，這種技術(shù)可應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)電池的各種吸收劑。

此外，它有望成為提高BIPV(建筑集成光伏)和VIPV(車載集成光伏)柔性襯底透明薄膜太陽(yáng)電池美觀度的基準(zhǔn)。

迄今為止，針對(duì)折射率差異較大的材料的多層減薄技術(shù)、設(shè)計(jì)光學(xué)特性的色彩控制薄膜涂層技術(shù)以及模仿自然結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色彩技術(shù)已被用作提高透明薄膜太陽(yáng)能電池美觀度的色彩應(yīng)用方法。然而，由于反射帶較寬，反射率較高，或者需要復(fù)雜的技術(shù)，在兩種或兩種以上材料和工藝方面難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，這些技術(shù)并不適合吸收可見(jiàn)光的太陽(yáng)能電池。

研究小組利用一般半導(dǎo)體和太陽(yáng)電池制造工藝中使用的真空濺射沉積法，在沉積氧化鋅薄膜的同時(shí)，通過(guò)周期性氫反應(yīng)形成了具有不同折射率的多層薄膜。然后，他們通過(guò)調(diào)整多層薄膜的厚度獲得了三原色光。當(dāng)時(shí)，即使應(yīng)用于吸收可見(jiàn)光范圍內(nèi)光線的太陽(yáng)電池，電極的顏色也能很好地實(shí)現(xiàn)。

基于單一材料的多層透明薄膜電極無(wú)需額外加工，有望以低成本實(shí)現(xiàn)各種顏色的高效薄膜太陽(yáng)電池。此外，由于反射顏色是作為光學(xué)濾光片實(shí)現(xiàn)的，因此可應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如圖像傳感器、光電傳感器、光電元件、光通信、光電子等。

首席研究員Jung-dae Kwon博士表示："這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化后，將有助于開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、免加工的濾光片技術(shù)和高效的彩色柔性襯底透明薄膜太陽(yáng)能電池，實(shí)現(xiàn)具有美學(xué)特征的現(xiàn)代建筑BIPV系統(tǒng)和車輛VIPV系統(tǒng)。"

這項(xiàng)研究是在韓國(guó)材料科學(xué)研究院的基礎(chǔ)研究項(xiàng)目以及韓國(guó)能源技術(shù)評(píng)估和規(guī)劃研究院的能源技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目下進(jìn)行的。在此基礎(chǔ)上，研究小組正積極開(kāi)展后續(xù)研究，從BIPV的美學(xué)和實(shí)用性兩方面考慮，開(kāi)發(fā)能夠表現(xiàn)色彩的太陽(yáng)能組件。