(洛桑19日綜合電)陽光,透過窗口照進房裡,讓人心情愉快。在不久的將來,照亮居住環境的自然光也許還可以有其他用處。根據瑞士科學家的研究,透明太陽能板的效率達到了新高,為發電窗鋪平道路,可在未來為房屋和電器供電。
染料敏化太陽能電池(dye-sensitized solar cell,縮寫為DSC),是一種低成本的太陽能電池,利用附在半導體表面的光敏染料將可見光轉化為能量。
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之前的DSC電池版本大都依賴陽光直射,但洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家已製造出透明光敏劑,可“吸附”可見光譜中的光。
靈活性高 造價低廉
這項研究的作者寫道:“我們的研究成果為高性能DSC的使用創造了很好的條件,可為低功率電子設備供電或作電池替代品,應用前景廣闊。”這項研究已發表在科學雜誌《自然》上。
DSC太陽能電池板透明多彩、靈活性高、造價低廉,目前已用於天窗、溫室和玻璃幕牆。
2012年,瑞士科技會議中心成了首個使用DSC科技的公共建築。
2017年,哥本哈根國際學校為其新建築舉行落成典禮,該棟建築的外部裝上了大約1萬2000塊具備DSC科技的藍色透明太陽能板,每年提供約300兆瓦時的電力,滿足學校一半以上的能源需求。
轉能效率提高至30%
儘管發電窗已推出市場多年,但由於發電能力有限,比不上傳統太陽能電池,經常受到用戶抱怨。但EPFL團隊的研發取得了突破性進展,有望克服這種情況。
在新分子的設計中,DSC電池轉能效率得到了大大的提升,在太陽直射下提高超過15%,在環境光下提高30%,而目前商業太陽能電池板平均效率只有約20%。
新一代DSC電池也證實具備“長期運作穩定性”,可運作至少500小時。
具有成本效益的可再生能源在全球範圍內的需求與日俱增,而這種將陽光轉化為電能的發明有巨大的市場潛力,有望滿足這一需求。
玻璃窗尤其蘊藏著很大的潛力:想象一下整棟摩天大廈變成垂直太陽能農場的景象。
早在2017年,密歇根州立大學的團隊開發了一種新型太陽能聚光器,被放在窗戶下可產生太陽能。這種透明太陽能技術預計可供應美國約40%的能源需求。
在歐洲,今年夏季太陽能發電佔歐盟國家發電量的12.2%,創下歷史新高。
據歐盟委員會稱,根據目前趨勢,到2040年,太陽能有潛力滿足歐盟國家高達20%的電力需求。
目前地球上大部分太陽能都沒被採集,如果周圍每一扇窗戶都能採集太陽能,全球各國能源結構有望出現變化。
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