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特殊材料“智能玻璃”面世:可吸收全方向、多顏色的光并轉化為

作者: 時間:2021-03-066243 次瀏覽

萊斯大學(Rice University)的工程師們成功開發出一種聚合物內核,可以將任何光源的光線重定向到太陽能電池上,這有望催生一種新的能源收集解決方案。據悉,這種方案主要是通過在窗戶上安裝彩色的發光太陽能聚光器(LSCs)來實現的。

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  “智能玻璃”可吸收全方向、多顏色的光并轉化為電能

  由Rafael Verduzco和賴斯布朗工程學院的博士后研究員兼作者Yilin Li領導,該團隊設計并建造了平方英尺的“窗戶”,在兩塊透明的丙烯酸面板之間夾有共軛聚合物(conjugated polymer)。

  那層薄薄的中間層則是“秘密”所在。根據特殊設計,它可以吸收特定波長的光,并將其引導到鑲有太陽能電池的電池板邊緣。共軛聚合物是一種化學化合物,它可以調整特定的化學或物理性質,用于各種應用,如用于生物醫學設備的導電薄膜或傳感器。

  Rice實驗室制造出的這種聚合物化合物被稱為PNV(聚萘-丙烯),可以吸收并釋放紅光,但調整分子成分應該可以使其吸收各種顏色的光。

  其訣竅在于:作為波導,它接受來自任何方向的光,但限制其離開的方式,將光集中到太陽能電池上,并將其轉化為電能。

  這種聚合物還可以轉換來自紅外線和紫外光的能量,使這些面板保持透明。聚合物甚至可以在面板上打印出圖案,這樣它們就可以變成藝術品。

  更重要的是效率:他測試的面板在直射陽光下的能量轉換效率高達2.9%,在LED環境光下的能量轉換效率為3.6%。

  “這項研究的動機,是通過集成光伏來解決建筑的能源問題,”在一項“智能玻璃”挑戰賽中開始這一項目的Yilin Li解釋稱,“現在,太陽能屋頂是主流的解決方案,但問題是你需要讓它們朝向太陽才能較大化其效率,而且它們的外觀也不是很令人滿意?!?/p>

  制造彩色、透明或半透明的太陽能收集器,并將它們應用到建筑物的外部,一下子成為了Yilin Li新的靈感。

  目前,該團隊的測試單元產生的電量,還遠遠低于普通商業太陽能電池收集的電量。實驗室還模擬了從120平方英寸的面板返回的能量。他們報告說,這些太陽能板提供的能量會少一些,但仍能滿足家庭的需求。


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