鉅大LARGE | 點擊量：1171次 | 2021年10月16日
新型半透明太陽能電池，可再生能源的下一個重大突破
假如窗戶既能采光又能發(fā)電，簡直是完美生活的標配。直到最近，這都是一個美妙卻難以實現(xiàn)的想法。制作一層薄薄的太陽能電池薄膜貼在玻璃窗戶上很容易，但讓太陽能完全轉(zhuǎn)換成電能則十分困難。來自澳大利亞的一群科學(xué)家讓這個問題迎刃而解。
由材料化學(xué)教授賈切克·賈西尼亞克（JacekJasieniak）帶領(lǐng)的團隊開發(fā)了一種新型的半透明太陽能電池。與其他半透明電池相比，最重要的差別在于：其中一個組件采用有機導(dǎo)體聚合物。相比原始的、常見的太陽能電池組件，其穩(wěn)定性大大增強。
最初采用Spiro-OMeTAD材料，十分不穩(wěn)定，對鈣鈦礦太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能出現(xiàn)諸多不利影響。鈣鈦礦太陽能電池是什么？這是一種材料，使用一種統(tǒng)稱為鈣鈦礦的礦物質(zhì)，而非硅物質(zhì)。與硅電池相比，鈣鈦礦能電池成本更低，轉(zhuǎn)換效率更高，可是穩(wěn)定性卻不高，目前澳大利亞隊似乎成功解決了這一問題。
賈西尼亞克教授表示，新太陽能電池的效率令人印象深刻：“屋頂太陽能的轉(zhuǎn)換效率在15%到20%之間。新型半透明電池轉(zhuǎn)換效率為17%，但仍能透射10%以上的入射光，剛好符合人們的需求區(qū)域。“擁有能發(fā)電的窗戶一直是人們的夢想，現(xiàn)在看來這一夢想可能會實現(xiàn)。”
仍有難題沒解決。例如，玻璃透明度越低，轉(zhuǎn)化為電能的太陽能就越多，因此，假如建筑行業(yè)要使用該新型電池，建筑師要考慮玻璃透明度和轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。但這可能也只意味著建筑行業(yè)使用玻璃的比例會提高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
根據(jù)賈西尼亞克教授的說法，新型太陽能窗戶可以像現(xiàn)有的商業(yè)玻璃窗戶相同透明，每平方米約出現(xiàn)140瓦電力。假如我們算上所有的面積，例如一棟辦公大樓，那么這些太陽能電池出現(xiàn)的能量就相當可觀。
美國也有一家私營公司最近報道了有關(guān)太陽能窗的好消息。無處不在的能源給太陽能玻璃的出現(xiàn)提高了契機，它可以將光能轉(zhuǎn)換成電能，而不要給玻璃著色。該公司從麻省理工學(xué)院(MassachusettsInstituteoftechnology)獨立而來。公司在玻璃上使用有機染料，吸收太陽輻射的紅外光譜，并將其轉(zhuǎn)化為電能。
普適能源公司（UbiquitousEnergy）的首席技術(shù)官邁爾斯·巴爾(MilesBarr)上個月說道，“吸光染料無處不在，存在于油漆和衣服顏料中，甚至包括電子設(shè)備。我們所做的就是利用這些染料選擇性地吸收紅外光，并將紅外光轉(zhuǎn)化為電能。”
這種玻璃的妙處在于，它不僅僅局限于建筑物，還可以安裝在汽車甚至智能手機屏幕上。缺點在于，這種吸光染料的轉(zhuǎn)化率依然相對較低。然而，從另一個角度來看，效率突破了歷史記錄，達到最高。去年，普適能源公司在太陽能透明電池轉(zhuǎn)換效率上創(chuàng)下了世界紀錄，達到了9.8%。
隨著可再生能源的發(fā)展，低成本和易擴展性的結(jié)合將變得更加有吸引力，加州政府已經(jīng)強制要求每個新家庭使用某種形式的太陽能技術(shù)。
該太陽能玻璃的近期前景尚不明朗。太陽能產(chǎn)業(yè)也未能幸免于冠狀病毒疫情帶來的沖擊。不出意外，美國太陽能行業(yè)的領(lǐng)頭羊——加州的光伏新裝機容量也大幅下降。許多其他行業(yè)境況也與之類似。由于停產(chǎn)導(dǎo)致失業(yè)率飆升，人們不得不削減開支。
根據(jù)預(yù)測，今年對任何可再生能源領(lǐng)域都不利。該行業(yè)工作崗位在不斷流失，或?qū)⒂绊懙?5萬人。與此同時，許多公用項目可能會推遲到2020年下半年甚至明年。
不過，對太陽能行業(yè)來說，尤其是對那些供應(yīng)比屋頂太陽能裝置更便宜的行業(yè)而言，這場疫情可能只是暫時的受挫。太陽能玻璃承載著諸多希望，實現(xiàn)這些希望只是時間問題。
