隨著時代科技的變化,如今窗戶都能發電啦,有研究人員研制出可變色的智能窗戶,當新的智能窗戶改變顏色時,就會轉變成太陽能電池。這對于再生能源這一領域具有很大的重要意義。
熱量雖然散了,但能量將會留在里面。
低熱排放(Low-E)玻璃是美國許多商業和住宅窗戶上的一個特色。根據美國能源效率和可再生能源辦公室(EERE)的數據,這些節能窗戶在80%的家庭和50%的商業建筑中都能找到。
然而,這些低能耗的窗戶受到歡迎,是應為其能夠讓熱量遠離生活和工作場所,隔熱效果好。但是有一種潛在的能源特性基本上尚未被開發,美國國家可再生能源實驗室(NREL)可能會通過技術來實現它。
來自NREL的研究人員已經開發出了一種光電(太陽能驅動)的智能窗戶,可以將熱量從建筑物中釋放出來,同時還能轉換成太陽能。這款智能窗戶采用的是能量收集材料perovskite,它是熱致變色的,也就是說,它們可以在加熱時,顏色將從透明變成有色。NREL科學家LanceWheeler在一份新聞稿中說:“市面上有熱致變色技術,但沒有什么能真正將這種能量轉化為電能。”
當太陽能使智能窗戶變熱時,甲胺分子被驅離,導致設備變暗。在這種轉換過程中,NREL的智能窗戶會被轉換成太陽能電池板,而且它們在產生電能方面相當有效率。在《自然通訊》雜志上發表的一項概念驗證研究中,NREL團隊展示了太陽能轉換效率的11.3%。
“在好的窗戶和好的太陽能電池之間有一個基本的權衡,”Wheeler,解釋道,他是這項研究的首席研究員。這一技術繞過了這一點。當有很多陽光的時候,我們應該有一個很好的太陽能電池,當陽光少的時候,我們應該有一個很好的窗戶。”
還不完美
根據Electrek的說法,11.3%的效率是有希望的,因為建筑物中大約80%的能源成本都花在取暖、制冷和通風上。然而,盡管NREL的太陽能智能窗戶發揮了作用,但研究人員仍需解決一個問題。
研究人員創建了一個1平方厘米的設備原型,在20次重復的透明循環之后,顯示出性能下降。這是一個需要解決的大問題,在NREL的智能窗口能夠實現商業化使用之前,這一點尤其重要,需要進一步改進,因為大多數現有的智能窗口可以持續5萬個周期。Electrek指出,與此同時,標準的光伏電池板可以在25年的時間里輕松保持80%的能源轉換效率。提高轉換周期的穩定性是NREL進一步研究的課題。
智能窗戶變成太陽能電池板的潛力是巨大的,尤其是現在許多企業都熱衷于將可再生能源轉換成100%的能源。此外,正如Wheeler指出的,這些智能窗戶也可以很容易地安裝在汽車上,這可能會為未來的電動汽車提供一個選擇太陽能的選擇。