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多彩的太阳能外墙

要将建筑物屋顶或外墙用太阳能收集装置包裹起来的话，建筑物外部形象势必改变，而且不一定变得很好看，因为到目前为止，投入使用的只有深色的光伏模块。位于耶拿的弗劳恩霍夫应用光学和和精密机械研究所（IOF）项目主管Kevin Füchsel表示：“迄今为止，还很难将光伏技术和设计元素有针对性地结合起来。”

但这种情况现在发生了变化。四年来，IOF的多位物理学家组成了科研团队，一直在寻找高性价比的技术和生产工艺，不仅要提升太阳能收集模块的工作效率，还需丰富建筑师和规划师的设计可能。目前，Füchsel正在研究如何生产多彩晶体硅材质、超薄的太阳能电池，这种晶体硅材质特别适合外墙和屋顶的设计。

半导体材料硅能够吸收阳光并将其转换成电能，其厚度仅为几微米。为使尽可能多的阳光进入硅材料中，半导体层有一个暗色的保护屏障（绝缘体），该屏障上还有一个100纳米厚的氧化物层。这种“透明导体氧化物（TCO）”能导电，主要能让尽可能多的阳光进入下方的半导体层。Füchsel解释说：“TCO的折射率低于硅，因此也能起到抗反射层的作用。”

SIS（半导体-绝缘体-半导体）太阳能电板和透明的正面还有另一个优势：不仅能收集更多阳光，电板模块还能呈现不同的颜色和形状。该物理学家解释道：“我们可以通过调整透明导电氧化物厚度或折射率来获得不同颜色。”但是，颜色对于新型SIS模块的使用效率会造成什么影响呢?Füchsel说：“新增的透明TCO层对于产电量几乎不会产生影响。”模拟实验证明，SIS电池能够达到最高20%的获电效率。

除此之外，科研人员还在努力通过喷墨打印工艺将导电TCO层与单晶硅建立联系。一旦成功，不仅太阳能电池的生产速度将大有提升，而且在设计时也能有更多自由度。SIS太阳能电池的完善将使大块广告牌电能自给自足也成为可能。多彩的电池设计以及在太阳能电池和模块中融入更多设计元素均已申请专利保护。