半透明光伏(STPVs)作为光伏技术的新兴分支,能将发电与透光功能相结合,显著拓展光伏技术的应用范围,近年来成为学术界与商业界的研究热点。由于材料和器件工程方面的创新,STPVs取得了显著进展。尽管如此,STPVs在实际应用中的部署仍然面临重大挑战。
鉴于此,复旦大学张鸿教授&褚君浩院士团队近期于EES刊发半透明光伏的综述,本综述首先介绍了空间选择透过型和透明薄膜型两种半透明光伏技术,包括它们的实现方法、技术特点和所适用的光伏器件种类。然后介绍了STPVs的性能评估参数以及限制性能提升的关键因素,指出透光率和光电转换效率之间的权衡、光电转换效率的理论极限、光电损耗为关键限制因素。随后,系统总结和探讨了STPVs在活性层调控、透明电极设计、界面工程、光学结构运用和叠层器件结构方面的最新进展,并总结了STPVs在建筑一体化光伏、农业光伏、浮动光伏、生物电子、可穿戴电子和光无线通信领域的新兴应用。最后,重点阐述了STPVs商业化面临的主要挑战和未来的研究方向。
本工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、光伏科学与技术全国重点实验室等项目资助。
图1. 本文概述。
图2. 光伏技术分类。
图3. STPVs有源层厚度调控。
图4. STPVs银纳米线透明电极设计。
图5. STPVs中光学微腔运用。
图6. 叠层串联结构的STPVs。
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