你可能見(jiàn)過(guò)那種可以自動(dòng)感應(yīng)遮擋陽(yáng)光的窗戶。但不僅自動(dòng)遮陽(yáng)還能將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的窗戶你知道嗎?
勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)(Lawrence Berkeley National Laboratory)研發(fā)出一種智能光伏窗戶,在遮擋陽(yáng)光的同時(shí)還能發(fā)電。
光伏窗戶的發(fā)電原理在于覆蓋在玻璃上的由銫、碘化鉛、溴化物和鈣鈦礦構(gòu)成的半導(dǎo)體液體涂層。實(shí)驗(yàn)證明,這種化學(xué)制混合劑能讓電池效能提高到了22.7%(相比之下,常規(guī)的硅太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)化率僅有19%)。
[圖左是太陽(yáng)能電池狀態(tài)的光伏窗戶,圖右是同樣的材料做成的窗戶][Photo:勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室]
這種特制的玻璃在室溫下透明度為82%,而隨著溫度升高,玻璃的透明度會(huì)急速下降,逐漸變成深橙色。神奇的是,在升溫造成透明度降低的過(guò)程中,熱能轉(zhuǎn)化為電能的反應(yīng)也在悄悄進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)室成員林佳(Jia Lin)和朵樂(lè)天(Letian Duo)分別表示,這些玻璃目前已經(jīng)可以作為電力的補(bǔ)充來(lái)源,但從長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看,這項(xiàng)技術(shù)還需要不斷完善。
首先便是窗戶的陽(yáng)光轉(zhuǎn)換效率。目前的轉(zhuǎn)換率僅有7%,還無(wú)法達(dá)到10%的商業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。于是實(shí)驗(yàn)室相除 了一個(gè)名為為“串聯(lián)建筑”的方案,目前已進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)階段。“串聯(lián)建筑”即在窗戶上增加額外的太陽(yáng)能電池層,把整個(gè)光譜利用起來(lái),從而產(chǎn)生最高的電流值22%。”
對(duì)于建筑師和設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),這一材料的前景可謂動(dòng)人:玻璃將大幅度降低房屋的能源消耗。林佳說(shuō),得益于玻璃的遮蔽功能,智能建筑能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)室溫。這項(xiàng)技術(shù)帶來(lái)的影響,將不斷滲透到設(shè)計(jì)、HVAC(暖通空調(diào))以及類似的被動(dòng)冷卻和暖氣系統(tǒng)的安裝。
在汽車方面,大面積的窗戶可以變成太陽(yáng)能電池,為電池充電的同時(shí)降低車內(nèi)的溫度。且汽車在行駛時(shí),玻璃也可以給電池充電,這樣一來(lái),減小電池體積,也能讓汽車變得更輕巧。
那么,我們還需要等多久才能在辦公室和停車場(chǎng)看到這一夢(mèng)幻材料的身影呢?林沒(méi)有給出具體時(shí)間,但新材料領(lǐng)域的飛速發(fā)展,讓我們有底氣相信,這項(xiàng)技術(shù)的成熟和投入商業(yè)運(yùn)用,等待的時(shí)間并不會(huì)太久。(快公司FastCompany)