KIMS开发出柔性多层着色透明电极 美化车辆VIPV系统

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据外媒报道，韩国材料科学研究所（Korea Institute of Materials Science，KIMS）能源与电子材料系Jung-dae Kwon博士领导的研究小组成功在柔性基板上实现了世界上第一个透明薄膜太阳能电池，可呈现出不同的反射颜色，且不会显著降低太阳能电池的效率。相关研究结果已发表于期刊《Chemical Engineering Journal》。

图片来源：KIMS

该新技术是通过定期将氢掺入作为透明电极的铝掺杂氧化锌中以引起折射率差，从而在单一材料中实现反射颜色。

通过设计折射率差小于5%的极低多层薄膜，太阳能电池器件吸收的可见光区域的反射损耗可降至最低。该薄膜几乎不会因颜色实现而降低太阳能电池的效率，因此可以应用于薄膜太阳能电池的各种吸收器。此外，它有望成为提高BIPV（建筑一体化光伏）和VIPV（车辆一体化光伏）柔性基板透明薄膜太阳能电池美观度的基准。

迄今为止，色彩应用方法，包括针对折射率差异较大的材料的多层减薄技术、用于设计光学性能的色彩控制薄膜镀膜技术和模仿自然结构的结构色技术等，提高了透明薄膜太阳能电池的美观度。然而，由于反射带宽且反射率高，这些技术并不适合吸收可见光的太阳能电池，或者它们需要复杂的技术，但复杂技术又很难在两种或多种材料和工艺方面进行工业应用。

研究小组通过周期性氢反应形成具有不同折射率的多层薄膜，同时使用一般半导体和太阳能电池制造工艺中使用的真空溅射沉积方法沉积氧化锌薄膜。然后他们通过调整多层薄膜的厚度获得了光的三基色。当时，即使应用于吸收可见光范围内的光的太阳能电池，电极的颜色也能很好地实现。

图片来源：KIMS

基于单一材料的多层透明薄膜电极不需要额外的加工，有望以低成本实现薄膜太阳能电池的多种颜色和高效率。此外，由于反射色被实现为滤光片，因此可以应用于图像传感器、光刻掩模、红外屏蔽等各种领域。

首席研究员Jung-dae Kwon博士表示：“该技术商业化后，将有助于开发简单且免加工的滤光技术和高效彩色柔性基板透明薄膜太阳能电池，并实现用于现代建筑的BIPV系统和用于具有美学特征的车辆的VIPV系统。”

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