@ 2018.03.26 , 09:00
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能发电的新型玻璃,可惜还没商业化

你以前可能见过那种导电的窗户,能一键遮阳。现在 Lawrence Berkeley National Laboratory (劳伦斯伯克利国家实验室)正在进一步推进这个概念,制造一种光电窗户,不仅能遮阳还能同时发电,不仅能发电,还能为整栋楼供电,还能给你的电动车充电。

能发电的新型玻璃,可惜还没商业化
credit:Lawrence Berkeley National Laboratory

这种玻璃有一层一层液态半导体镀膜,由铯、碘化铅、溴化物和钙钛矿化学物质的混合物制成,其中钙钛矿在实验室里的光电转化率达到了 22.7%(作为对比,目前商业化的硅基太阳能电池转化率只有 19%),研究人员将一块玻璃浸入这种化学液体中,快速翻转保证覆盖均匀。室温下,镀膜的玻璃透光度在 82%,但如果加温到 221 华氏度(105摄氏度)时,玻璃就会呈暗橘色,透明度大概在 35% 左右。听起来和其他镀膜玻璃差不多,不过这块玻璃不仅于此,它还能发电。当温度下降,透明度又会升高。

在邮件中,团队成员博士后研究员 Jia Lin 告诉我,这种玻璃面板能很容易大规模安装在办公室、家、车和飞机等需要使用玻璃的东西上。 Dr. Letian Dou 是普渡大学化学工程的助理研究员也是光电玻璃研究团队的成员,他说,“短期内,这种玻璃就能成为一种补充能源。”在长期来看,这项技术将影响巨大——虽然现在还有一些技术障碍。

关键仍然是光电转化的效率,只有 7%,比最低限度的 10% 还低,Peidong Yang 教授认为 10% 就足够商业化使用了。Dou 告诉我,他们希望能在未来 3 到 5 年实现这个目标。尽管仍然比常规的太阳能电池效率低,当它“免费”的遮阳功能将使空调的需求下降,从而减少电的消费。为了增加发电量,他们也考虑过在窗户上加上太阳能电池——Lin 称其为“串联结构 (tandem architecture)”,这样就能完全利用光线,并达到接近目前现状最高的转化率,22%。

他们还面临着一个障碍:颜色。目前,Yang 的团队能把玻璃变橘、变红、变棕,这对设计师而言是限制。Lin 说,其他光电转化材料在颜色上都比较灵活,Dou 指出,他们目前在考虑增加有机颜料吸收光线。

不过最大的问题还是玻璃的工作温度,他们打算将其降到 122 华氏度(50摄氏度),这是玻璃暴露在夏天阳光下的一般温度。理想情况下,玻璃早上保持透明,随着温度上升逐渐变暗,在夜晚又变回透明。

对于建筑师和设计师而言,这种材料意义非凡,玻璃能够降低建筑的耗电量。Lin 说,因为玻璃的遮阳能力,这种智能建筑将能自己调节温度,这件影响 HVAC (采暖通风系统)的设计和安装,和被动加热与制冷系统类似。

接着,Lin 讲到了在汽车上的应用,“在停车时,玻璃的区域将变成太阳能电池,能为车充电并保持内部凉爽。”在汽车运动中也能充电,从而减少汽车电池的尺寸并降低汽车重量。

那么,距离这款神奇玻璃安装到我们的办公室和停车场还有多远呢?Lin 没有给出一个具体的日期,而是说“仍然需要优化效率、转化温度和颜色,因为这个领域的发展速度很快,该技术在不远的将来会实现商业化。”不远的将来,也挺远的啊。

本文译自 fastcodesign,由译者 Dkphhh 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 18+1

  1. 啊呀
    @1 month ago
    3750949

    既然是涂层,那就不限于玻璃吧

  2. 3750963

    将原本透过窗户能直接用于照明的光线吸收掉去发电,然后用发的电来照明?

  3. 好色狼
    @1 month ago
    3750974

    加州呀!期待發展到家用。

  4. Dloach
    @1 month ago
    3750984

    将随时间变化的日光换成稳定的人造光源,对于有些工作上还是很有意义的,比如说手术台。

  5. 3750994

    谁会把自己家玻璃加热到一百多度?

  6. 痛哥
    @1 month ago
    3751016

    @vva: 没毛病啊,储存电能晚上照明啊

  7. 3751090

    听名字是华裔

  8. 晚尼
    @1 month ago
    3751098

    我怎么看创新中国这部纪录片,我国企业都已经量产了啊??而且占据时间百分之几十的市场?? 是我们在吹牛还是这文章有问题?

  9. 汤有点热
    @1 month ago
    3751108

    必定触及到大财团的利益~~~~很长时间内不会普及民用

  10. chocolate
    @1 month ago
    3751137

    我觉得这个技术可以用在眼镜上,不管是Google那种还是vr,ar,也许能做到无限续航

  11. 3751221

    杨培东。另外这应该是去年的工作或者去年类似的工作有发表过。

  12. 差不多废了
    @1 month ago
    3751236

    艾滋队和癌症队跟上!!!

  13. 世间一双眼
    @1 month ago
    3751352

    @vva: 资源分配啊,朋友

  14. 3751370

    @vva: 首先建筑外墙是不透光的

  15. 3751392

    @vva: 我觉得是用于正常条件下无法获得光照的地方,比如说家里背光的房间,或者地下车库,地下室,地底人行通道。与其说是发电,我觉得更像是光能转移,从光照充足的地方获取部分光照,以电能形式储存并转移到光照不足的场合。作为补充电能的一部分而不是主要发电形式。

  16. alpha_boy
    @1 month ago
    3751963

    国产的碲化镉光伏玻璃产业和这个配方不同,需要用到四川特有的碲矿矿石,外国这种矿石可能更加稀有,所以要走其它技术路线。

    去年据说能达到17.8%的光电转化效率,55秒一块光伏玻璃即可生产出来。

    感觉需要配套回收产业链,否则将来寿命到期后,镉不能妥善回收会产生重金属污染。

  17. alpha_boy
    @1 month ago
    3751965

    蓝翔一类的技校貌似都在培训技工如何给光伏玻璃布线了。

  18. 3752223

    @晚尼:
    对国家纪录片的态度,看看你身边的生活有没有存在相关技术,即使只是企业用来装B。如果你是直接用家,可以当真。如果只是有点儿关系,抱持3分怀疑。如果没有,抱持7分怀疑。

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