《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能窗戶還能充當(dāng)太陽能電池使用

2017-12-11
關(guān)鍵詞: 太陽能電池 智能窗戶

  隨著時(shí)代科技的變化,如今窗戶都能發(fā)電啦,有研究人員研制出可變色的智能窗戶,當(dāng)新的智能窗戶改變顏色時(shí),就會(huì)轉(zhuǎn)變成太陽能電池。這對(duì)于再生能源這一領(lǐng)域具有很大的重要意義。

  熱量雖然散了,但能量將會(huì)留在里面。

  低熱排放(Low-E)玻璃是美國許多商業(yè)和住宅窗戶上的一個(gè)特色。根據(jù)美國能源效率和可再生能源辦公室(EERE)的數(shù)據(jù),這些節(jié)能窗戶在80%的家庭和50%的商業(yè)建筑中都能找到。

  然而,這些低能耗的窗戶受到歡迎,是應(yīng)為其能夠讓熱量遠(yuǎn)離生活和工作場所,隔熱效果好。但是有一種潛在的能源特性基本上尚未被開發(fā),美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)可能會(huì)通過技術(shù)來實(shí)現(xiàn)它。

  來自NREL的研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種光電(太陽能驅(qū)動(dòng))的智能窗戶,可以將熱量從建筑物中釋放出來,同時(shí)還能轉(zhuǎn)換成太陽能。這款智能窗戶采用的是能量收集材料perovskite,它是熱致變色的,也就是說,它們可以在加熱時(shí),顏色將從透明變成有色。NREL科學(xué)家Lance Wheeler在一份新聞稿中說:“市面上有熱致變色技術(shù),但沒有什么能真正將這種能量轉(zhuǎn)化為電能。”

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  當(dāng)太陽能使智能窗戶變熱時(shí),甲胺分子被驅(qū)離,導(dǎo)致設(shè)備變暗。在這種轉(zhuǎn)換過程中,NREL的智能窗戶會(huì)被轉(zhuǎn)換成太陽能電池板,而且它們?cè)诋a(chǎn)生電能方面相當(dāng)有效率。在《自然通訊》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)概念驗(yàn)證研究中,NREL團(tuán)隊(duì)展示了太陽能轉(zhuǎn)換效率的11.3%。

  “在好的窗戶和好的太陽能電池之間有一個(gè)基本的權(quán)衡,” Wheeler,解釋道,他是這項(xiàng)研究的首席研究員。這一技術(shù)繞過了這一點(diǎn)。當(dāng)有很多陽光的時(shí)候,我們應(yīng)該有一個(gè)很好的太陽能電池,當(dāng)陽光少的時(shí)候,我們應(yīng)該有一個(gè)很好的窗戶。”

  還不完美

  根據(jù)Electrek的說法,11.3%的效率是有希望的,因?yàn)榻ㄖ镏写蠹s80%的能源成本都花在取暖、制冷和通風(fēng)上。然而,盡管NREL的太陽能智能窗戶發(fā)揮了作用,但研究人員仍需解決一個(gè)問題。

  研究人員創(chuàng)建了一個(gè)1平方厘米的設(shè)備原型,在20次重復(fù)的透明循環(huán)之后,顯示出性能下降。這是一個(gè)需要解決的大問題,在NREL的智能窗口能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化使用之前,這一點(diǎn)尤其重要,需要進(jìn)一步改進(jìn),因?yàn)榇蠖鄶?shù)現(xiàn)有的智能窗口可以持續(xù)5萬個(gè)周期。Electrek指出,與此同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的光伏電池板可以在25年的時(shí)間里輕松保持80%的能源轉(zhuǎn)換效率。提高轉(zhuǎn)換周期的穩(wěn)定性是NREL進(jìn)一步研究的課題。

  智能窗戶變成太陽能電池板的潛力是巨大的,尤其是現(xiàn)在許多企業(yè)都熱衷于將可再生能源轉(zhuǎn)換成100%的能源。此外,正如Wheeler指出的,這些智能窗戶也可以很容易地安裝在汽車上,這可能會(huì)為未來的電動(dòng)汽車提供一個(gè)選擇太陽能的選擇。


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