把窗户变成太阳能电池板

【建材网】在美国，把窗板住宅楼和办公楼占耗电量的户变75%，占整个能源使用量的成太40%。由于窗户泄漏能量，电池因此窗户是把窗板解决问题的重要环节。

美国科罗拉多州戈尔市登国家可再生能源实验室的户变太阳能专家兰斯·惠勒说：近期的系列研究成果指向同一个解决方案——把窗户变成太阳能电池板。过去，成太材料科学家已经将光吸收薄膜镶入玻璃窗中。电池但是把窗板，这种太阳能窗往往会有红色或褐色色调，户变建筑师们觉得没有吸引力。成太然而，电池新型太阳能窗技术几乎只能吸收不可见的把窗板紫外线和红外线，这样能使玻璃变得清澈透明，户变同时阻拦通常透过玻璃泄漏过去的成太紫外和红外辐射，这些辐射有时产生一些不必要的热量。惠勒说：通过在发电的同时减少热量排放，这种窗户“有着广阔的前景”，包括存在这种可能性——大型办公楼将能够自行供电。

大多数太阳能电池，就像在行业中占主导地位的标准晶体硅电池一样，为了使其效率更大化而牺牲了透明度。这里的效率是指阳光中的能量转化为电力的百分比。更高质量的硅电池效率为25%，而一类被称为“钙钛矿”的不透明太阳能电池材料的效率接近硅电池，更**率为22%。钙钛矿不仅比硅更便宜，而且还可以通过调整化学成分的配比使其吸收特定频段的光线。

不久前，密歇根州立大学化学工程师理查德·伦特(RichardLunt)领导的一个研究团队报道说：该团队对材料进行了调整，开发了一种吸收紫外线的钙钛矿太阳能窗，效率为0.5%。尽管这种太阳能窗的效率远远低于更佳性能的钙钛矿电池，但是伦特说它足以为另外一种太阳能窗技术提供电力：一旦需要可以使玻璃变暗，阻拦白天炎热时段的强烈光线，因而可以减少楼房对空调的需求。伦特认为：在接下来的几年中，他的团队会畅通无阻地使太阳能窗达到4%的效率。凭着这样的效率，这种电池可以为一些楼房的照明和空调提供电力。

光谱的另一端是红外光，它比紫外光更加强烈地照射着地球的表面，因此可以产生更多的电能。去年，伦特的团队在《自然-能源》杂志上报道说：该团队制造了一种透明的、吸收紫外线和红外线的电池，效率为5%，利用的是“有机光伏”技术——一种有机半导体和金属构成的夹层薄膜。伦特称，未来的系统将捕获紫外线的钙钛矿和捕获红外线的有机物结合起来，能够达到20%的效率，同时仍可实现几乎完全透明。

使太阳能窗透明的另一种方法需要依靠所谓的“发光太阳能聚光器”。这样的太阳能窗中使用了量子点，这些量子点是微小的半导体颗粒，吸收紫外和红外频段的光线，并且以传统太阳能电池能够捕获到的波长重新释放出来。重新释放的光线集中起来，通过玻璃侧向分流至镶嵌在窗框中的条状太阳能电池中。由于量子点制造起来便宜，而且只需要少量的太阳能材料来捕获重新释放出来的光线，这种太阳能窗在价格上有望比较便宜。1月份，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的化学家维克多·克里莫夫(VictorKlimov)及同事在《自然-光子学》杂志上报道说：这样的太阳能窗已经达到了3.1%的效率。

加州帕洛阿尔托市斯坦福大学太阳能窗专家兼钙钛矿专家迈克尔·麦吉(MichaelMcGehee)说：现在还不能不考虑半透明太阳能窗的事情。例如，去年美国能源部给予加州圣巴巴拉市的下一代能源技术公司250万美元，用于完善其半透明有机太阳能窗技术。这家公司的太阳能窗达到了7%的效率，利用的窗户能够吸收一半的入射阳光，包括可见光在内。跟透明的玻璃相比，可能暗了一些，但是由于吸收整个光谱的光线而不是特定频段的光线，并没有呈现出难看的红色或褐色色调。身为下一代能源技术公司顾问的麦吉说：“事实证明，吸收大约所有可见光的一半看起来是很不错的技术。”

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