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透明太阳能技术代表着未来之波

导读科学家今天在自然能源杂志上报告说,可以应用于窗户的透明太阳能材料代表了未开发能源的巨大来源,并且可以获得与更大,更笨重的屋顶太阳能

科学家今天在“自然能源”杂志上报告说,可以应用于窗户的透明太阳能材料代表了未开发能源的巨大来源,并且可以获得与更大,更笨重的屋顶太阳能单元一样多的能量。

在密歇根州立大学的工程研究人员的带领下,作者认为,这种高度透明的太阳能应用与屋顶单元的广泛使用几乎可以满足美国的电力需求,并大幅减少化石燃料的使用。

“高度透明的太阳能电池代表了新太阳能应用的未来潮流,”MSU化学工程和材料科学的Johansen Crosby Endowed副教授Richard Lunt说。“我们分析了它们的潜力,并表明通过仅收获不可见光,这些设备可以提供与屋顶太阳能类似的发电潜力,同时提供额外的功能,以提高建筑物,汽车和移动电子设备的效率。”

密歇根大学的Lunt及其同事率先开发了一种透明的发光太阳能聚光器,当放置在窗户上时可以产生太阳能,而不会破坏视野。薄的塑料状材料可用于建筑物,车窗,手机或其他具有清晰表面的设备。

太阳能收集系统使用Lunt和他的团队开发的有机分子来吸收不可见的太阳光波长。研究人员可以“调整”这些材料,只选择紫外线和近红外波长,然后将这些能量转化为电能(观察此过程的演示)。

将全球能源消耗从化石燃料中转移出来将需要这种创新且具有成本效益的可再生能源技术。美国和全球仅有约1.5%的电力需求来自太阳能发电。

但就整体电力潜力而言,作者指出,美国估计有50亿至70亿平方米的玻璃表面。透明的太阳能技术有了这么多玻璃覆盖,有可能在美国提供约40%的能源需求 - 与屋顶太阳能单元的潜力大致相同。“这两种技术的免费部署,”Lunt说,“如果我们也改善储能,我们可以接近100%的需求。”

Lunt表示,高透明太阳能应用的效率高于5%,而传统太阳能电池板的效率通常约为15%至18%。他说,虽然透明太阳能技术在将太阳能转换为电能方面永远不会比不透明的太阳能技术更有效,但它们可以靠近并提供应用于更多额外表面积的潜力。

Lunt补充说,目前透明的太阳能技术仅占其实际总体潜力的三分之一左右。

“这就是我们正在努力的方向,”他说。“传统的太阳能应用已经积极研究了五十多年,但我们只在这些高度透明的太阳能电池上工作了大约五年。最终,这项技术为以前无法​​进入的小型和大型表面采用廉价,广泛的太阳能采用提供了一条有希望的途径。“

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