车玻璃和续航,也有了“半毛钱”关系

  • 发表于: 2015/06/12 10:04:45 来源:车云网

为了解决里程焦虑,窗户和挡风玻璃的面积,也是一点儿都不能浪费呢。

车云按:在能源紧张的今天,研究人员相中了免费而无处不在的太阳能。如果你看过世界太阳能车挑战赛,就会发现几乎车身的每寸裸露,都铺上了黑压压的太阳能电池板。有趣的是,《经济学人》最近撰文,称研究透明太阳能电池板成为了一项热捧技能。看来在未来,为了增加电动汽车的续航,窗户和挡风玻璃的面积,也是一点儿都不能浪费呢!

日常生活中,玻璃材料随处可见。你只需抬头随意扫一眼,就会发现建筑外墙、车辆窗户和前后挡风,甚至移动设备屏幕,都是由这些透明材料组成。在能源紧张的今天,如果你听说研究人员要用透明太阳能电池板代替这些表面,也就不会觉得是什么奇闻轶事了。

制造太阳能电池的大多数材料都是不透明的,但如果把太阳能电池板做成透明效果,安装到建筑和移动设备上,就能在晴好的日子发电储能。而且当你望向窗外,或者使用智能手机时,玻璃式的太阳能电池板能被视线穿透,让人们依旧可以欣赏窗外景色和屏幕后的图文。

简单来说,无论透明与否,太阳能电池的发电原理都是一样的:太阳能电池板吸收光照辐射后,表层材料的电子被激活,在电极的作用下可以发生电子跃迁,产生电流回路。

那么,为了既透明又能发电,目前可选的一个方案是,让太阳能电池板只吸收人眼不可见光波,例如红外线和紫外线光谱,同时让可见光穿透电池板。以前从属于麻省理工学院、2011年脱离学院自立门户的一家公司,目前就在捉摸这项技术。他们涉及的研究内容,就是利用透明、可吸收红外线和紫外线的有机材料,来研发制造太阳能电池。

不过要考虑的问题是,太阳能电池板的透明程度越高,发电效率就越低至少在使用硅这种半导体材料生产太阳能电池的尝试中,透明度和发电量呈反比的规律,是得到普遍验证的。不过太阳能这种能源形式普遍存在,一些人认为,即便只能转化其中的部分光,效率还是比较乐观的。和不透明太阳能板20%到25%的转化效率相比,仅利用不可见光也能得到超过10%的准化率

去年,早前在麻省理工大学任职的Richard Lunt教授在密歇根州立大学组建了一个团队。Richard Lunt展示了团队的一些研究进展,可以利用一种极小的有机微粒实现太阳能板透明化的效果,教授把这种材料形容成“人眼可察的透明”。

这些材料分子吸收阳光中特定波长的不可见光,转化为一种特殊的会发热的红外光。这种红外光人眼不可见,会被引导至玻璃材料的边界,由薄薄的太阳能电池转化为电能。这种排布被称为“太阳能冷光集中器”,可以让大多数的玻璃无障碍变成太阳能发电组分。第一版产品能源转化率只有1%,但是这种材料研究还在早期,研究人员期望会在逐渐迭代中获得可观的效率增长。

“用可吸收不可见光波的材料来制造太阳能薄膜是可行的,如果价格低廉,在工业生产过程中广泛使用,将会带来巨大的变革”。薄膜电池和太阳能光电纳米技术能力中心是一家柏林工业研究组织,其总监Rutger Schlatmann表达了上述看法。但同时他也指出,目前带来大部分产能的,还是可见光。这意味着无论上述技术多么先进,只能有效转化不可见光的透明太阳能电池板能,永远无法KO捕捉大量可见光的传统太阳能板

如果有避光需要,半透明的太阳能电池板可以生产成有色或染色玻璃样式。一家坐落于东德德累斯顿的公司——Heliatek,就在使用有机材料制造太阳能薄膜,转化率可以达到40%。其中,他们能把有色的太阳能电池板安装在建筑和汽车的遮阳顶棚发电,光电转化率为7%。

还有一个吸引了很多人兴趣的方案是,使用名为钙钛矿的族系材料,把半透明的太阳能电池板做成价格低廉的卷筒形状。Rhode Island团队来自普罗维登斯的布朗大学,他们最近宣布,已经利用钙钛矿晶体制造出了超薄的太阳能薄膜电池,可达15%的发电能效。

牛津太阳能光电公司自2010年脱离牛津大学,准备商业化量产太阳能薄膜电池,预估使用钙钛矿材料的发电效果可以超过20%。公司预测,如果将伦敦的一幢35层办公楼覆盖这种太阳能电池板,发电量可以供应整幢大楼所需电量的60%。遇到电费高或者电池用光的时候,任何来源的电量补充都显得非常宝贵。

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