關(guān)于太陽能電池應(yīng)用在建筑上的探討,已經(jīng)有幾十年的歷史,其中最為人們所關(guān)注的則是薄膜太陽能電池。然而,有的科學(xué)家則另辟蹊徑,直接從窗戶本體尋找答案。
據(jù)科技媒體 Phys 報(bào)道,美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種基于發(fā)光太陽能集中器(LSC)的光伏窗戶,它充分利用硅納米粒子的光學(xué)特性,只需在玻璃上植入硅納米粒子,就能實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電。
能吸收太陽能的窗戶,也叫光伏窗戶,是可再生能源技術(shù)的前沿領(lǐng)域。光伏窗戶能充分挖掘建筑的潛力,在不破壞建筑美感的同時(shí),還能滿足人們的能源需求。
科學(xué)家將硅納米顆粒植入到 LSC 里,當(dāng)太陽光線照射在窗戶表面,LSC 能吸收太陽光線中的有效光線,并將光線反射到硅納米粒子,從而吸收太陽能。
完整的過程也并不難理解。科學(xué)家通過使用等離子體反應(yīng)堆生產(chǎn)硅納米粒子,將硅晶體變?yōu)榧{米級別的粉末狀物質(zhì),其中,每一個(gè)粒子由約 2000 個(gè)硅原子組成??茖W(xué)家將粉狀的物質(zhì)整合進(jìn)一張薄膜,使之看上去像是一張柔韌性很強(qiáng)的的塑料片;還或者將粉狀物質(zhì)直接涂到物體表面。
主持該項(xiàng)研究工作的明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程系教授 Uwe Kortshagen 對媒體表示,「我們將硅晶體縮小到納米級別,此時(shí),硅晶體的屬性發(fā)生了改變,它變成了一個(gè)有效的光發(fā)射體。與此同時(shí),它并不能吸收自己的冷發(fā)光。這種特性,使得硅納米粒子成為 LSC 的理想材料。」
目前,該科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示這種光伏窗戶能在較低成本下,實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換效率超過 5%。至于能否順利實(shí)現(xiàn)商用,還需看后續(xù)研發(fā)進(jìn)展。
該項(xiàng)研究已發(fā)表在近期頂級科學(xué)期刊《自然》雜志光電版塊。
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