科学家研制出3D打印、颜色可调太阳能电池 或可用于汽车天窗

盖世汽车讯 据外媒报道，希伯来大学（the Hebrew University of Jerusalem）的研究人员已经研发出半透明、色彩可调的太阳能电池。这些电池可以3D打印到窗户、建筑外墙和柔性表面上。这些电池板摒弃了传统太阳能电池阵列笨重、工业化的外观，设计师既可以用其打造微透光窗户，也可以把它们用做色彩鲜艳的建筑装饰。

图片来源：EES Solar

3D打印

标准太阳能电池板面临着两难抉择：要产生更多电力，就必须阻挡更多光线。为了解决这个问题，希伯来大学化学研究所和纳米科学与纳米技术中心的Shlomo Magdassi教授和Lioz Etgar教授带领团队从微观角度进行了研究。

该团队利用3D打印技术制造了微观聚合物柱阵列，这些阵列可充当高精度光闸。在制造过程中，这些微型结构的间距经过了精确计算。通过这种方式，研究人员可以精确控制透过的光量，而不会改变太阳能材料本身的化学成分。而且，这种方法还兼具环保性。

打印过程避免了传统制造工艺中常见的高温和有毒化学物质。因此，它足够温和，适用于柔性材料，为太阳能活性塑料和薄膜的环保化生产铺平了道路。

Shlomo Magdassi教授说：“我们的目标是重新思考如何实现太阳能电池的透明度。通过使用由无毒、无溶剂材料制成的3D打印聚合物结构，我们可以精确控制光线在设备中的传播方式，这种方式具有可扩展性，并且适用于实际应用。”

能源转换效率

建筑师长期以来一直避免使用太阳能玻璃，因为它呈现浑浊的质感，或者产生棕色色调，会破坏建筑物的美观。

希伯来大学的研究团队通过调整透明电极层的厚度解决了这个问题。这种方式可以迫使电池反射特定波长的光。这样一来，太阳能电池板就能呈现出各种鲜艳的颜色——就像高科技彩色玻璃一样——而其余的光谱则继续穿透电池产生电力。

Lioz Etgar教授表示：“最令人兴奋的是，我们可以在不牺牲性能的前提下，定制设备的外观和灵活性。这使得该技术尤其适用于太阳能窗户以及为现有建筑增添太阳能功能。”

进一步的实验室测试也显示出了良好的前景。这种柔性电池可实现9.2%的能源效率，同时保持35%的透明度——这种平衡对于功能性窗户来说堪称理想之选。此外，这些电池通过持续运行和反复物理弯曲仍能保持稳定的性能，证明了其的韧性。这些结果表明，该技术能够满足现实世界建筑环境的严苛条件，是一种可行且耐用的解决方案。

未来，这项技术有望使能量收集层应用于塑料或金属箔等精细的曲面上。这将使发电融入周围环境：智能手机屏幕可以利用环境光进行涓流充电，汽车天窗可以独立为空调系统供电。

目前，该团队正在完善封装层——一种薄薄的保护涂层，旨在使电池在恶劣天气下也能工作数十年。

相关研究成果已经发表在《EES Solar》期刊上。