日本长冈工业大学的研究人员成功制造出一种外观接近白色的异质结(HJT)太阳能电池,该电池结合了纳米粘土散射层与介质多层薄膜技术,旨在应用于建筑集成光伏(BIPV)领域。研究主笔山田信郎表示:“这仍是实验室规模的概念验证,但关键工艺如大面积涂层和溅射式薄膜沉积,均具备明确的工业应用潜力。”

传统白色太阳能电池因反射和散射增加,常导致高达41.5%的功率损失。为解决这一问题,研究团队采用纳米级粘土矿物作为散射层,利用其层状板状结构增强散射光,同时保持高透射率。此外,通过介电多层薄膜(DMFs)进行反射控制,进一步优化光学性能。
实验结果显示,在粘土体积分数为50%时,粘土薄膜实现近乎白色的外观,光学损耗低于1%,显著优于纹理玻璃超6%的白度损失。山田信郎称:“纳米粘土薄膜有望成为具有前景的美白材料,平衡了美观与性能。”
研究团队还采用多目标贝叶斯优化设计了DMF,并将其与粘土结合,开发出具有更低光学损耗和更白外观的混合薄膜。山田信郎补充道:“近白色涂层所添加的材料基于广泛可得且低成本的组件,因此预计太阳能电池成本不会大幅上涨。”
该研究成果已发表于《太阳能材料与太阳能电池》期刊。未来,团队计划进一步开发改进技术,实现近乎白色或全白的外观,并测试材料在户外条件下的耐久性。









