这种太阳能玻璃窗在发电时会改变颜色

shuszhao · 发表于 2018-2-8 12:37:53

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美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员合成了太阳能玻璃，它在发电时会改变颜色。
随着科学界对绿色能源的重视，已有大量的劳动力投身于太阳能的研发中。就吸收太阳光发电的太阳能玻璃来说，研制不仅美观而且功能齐全的窗户一直是个障碍。太阳能电池板近年来已经取得很大进展，已经从笨重的面板发展到有色玻璃，但美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）已经迈出了下一步。近来，NREL公布了其随着升温和发电而变暗的太阳能窗户发明。
这种专用太阳能玻璃暴露在阳光下时其外观会发生改变，这是由玻璃升温时特定分子的发散所引起的。存储在太阳能玻璃面板的可变换层中的甲胺分子，在透明窗户温度升高时被排出。随后该加热过程使玻璃经历变色过程，在发电的同时变暗。光敏玻璃的这种变暗状态能够挡住97%的可见光，与其在透明状态下33%的遮光率相比有巨大提升。这基本上就是建筑物和汽车的自动调光遮阳篷。
当将阳光或其它加热元件从该窗户器件移除时，它开始冷却。在玻璃开始冷却后，甲胺分子被重新吸收到材料中，从而使窗户恢复到透明状态。由于它采用了很先进的钙钛矿材料和单壁碳纳米管，这一过程才成为可能。

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图：Lance Wheeler（前）与（左起）Nathan Neale、Robert Tenent、Jeffrey Blackburn、 Elisa Miller和David Moore一起开发了一种可变换的光伏窗户。（图片来源：NREL）
即使在变暗的状态下，这种类似变色龙的玻璃依然可以实现11.3%的太阳能转换效率，为同类第一。“现在已经有热致变色技术，但没有哪种可把这种能量实际转换成电能。”NREL的科学家Lance Wheeler说。这项发明的额外好处是效率和凉爽；唯一可预见的缺点是你会经历几次你可能不希望的变色玻璃变暗，且对这种变化束手无策。遗憾的是，该工艺尚不完善。目前，在平均20个明暗转换周期后，其性能就会下降。尽管如此，NREL仍然有时间添加一些最新的技术，而且该技术有足够的前途而使开发进行下去。
“在好的窗户和好的太阳能电池之间有个基本取舍。”Wheeler说：“这项技术绕过了这一点。当阳光充足时，我们有很好的太阳能电池；当没有阳光时，我们有个很好的窗户。”凭借这项发明，Wheeler和他的团队能够将实用性和流行的视觉感知相结合。智能太阳能玻璃——只需再实现一些进步——将会是持续不断的科技之战的又一佳作。