高科技
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。
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 Dkphhh 编辑发布。