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透明太陽能電池板：改革未來能源供應(yīng)！

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2022.07.12 瀏覽次數(shù)：

新的太陽能電池板技術(shù)將改變?nèi)蛱柲芨窬?。其中一些有前途的技術(shù)已經(jīng)處于開發(fā)的高級階段，并且可能很快就會投放市場。有了這些創(chuàng)新，太陽能將不再需要大面積的地塊或難看的屋頂空間。（例如，美觀且高效的太陽能屋頂板已經(jīng)在創(chuàng)造有吸引力的太陽能屋頂。）

什么是透明太陽能電池板？

光伏玻璃可能是最前沿的新型太陽能電池板技術(shù)，有望成為擴(kuò)大太陽能范圍的游戲規(guī)則改變者。這些是透明的太陽能電池板，可以從辦公室、家庭、汽車天窗甚至智能手機(jī)的窗戶直接發(fā)電。百葉窗是建筑物窗戶的另一部分，可以發(fā)電（我們將在后面的部分討論）。

密歇根州立大學(xué) (MSU) 的研究人員最初在 2014 年制造了第一個完全透明的太陽能集中器。這種透明的太陽能電池板幾乎可以將任何玻璃板或窗戶變成光伏電池。到 2020 年，美國和歐洲的研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了太陽能玻璃的完全透明化。

這些透明太陽能電池板可以輕松部署在各種環(huán)境中，從帶有大窗戶的摩天大樓到手機(jī)、筆記本電腦或電子閱讀器等移動設(shè)備。由于這些太陽能窗戶可以簡單地取代辦公室和家庭中的傳統(tǒng)玻璃窗，因此該技術(shù)具有將美國和世界上的每一棟建筑幾乎變成太陽能生產(chǎn)商的潛力。

太陽能電池板窗戶如何工作？

透明太陽能電池板本質(zhì)上是一個違反直覺的想法，因?yàn)樘柲茈姵乇仨毼贞柟猓ü庾樱┎⑵滢D(zhuǎn)化為電能（電子）。當(dāng)太陽能玻璃是透明的時，陽光會穿過介質(zhì)，破壞了利用陽光的目的。然而，這種新的太陽能電池板技術(shù)正在改變太陽能電池吸收光的方式。

該電池選擇性地利用肉眼不可見的一部分太陽光譜，同時允許正?？梢姽馔ㄟ^。為了實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)奇跡，研究人員開發(fā)了透明發(fā)光太陽能聚光器 (TLSC)，而不是試圖通過制造透明光伏玻璃電池來完成不可能的事情。

有機(jī)鹽吸收紫外線和紅外線，并發(fā)射紅外線——發(fā)生在可見光譜之外的過程，因此它看起來是透明的TLSC 由有機(jī)鹽組成，旨在吸收特定的不可見 UV 和紅外光波長，然后作為另一種不可見波長發(fā)光（發(fā)光）。然后這個新波長被引導(dǎo)到窗戶塑料的邊緣，薄的光伏太陽能電池條將其轉(zhuǎn)化為電能。

一旦透明太陽能電池板開始大規(guī)模生產(chǎn)，研究人員估計(jì) TLSC 應(yīng)該能夠提供約 10% 的效率。這似乎不是一個驚天動地的數(shù)字，但在國家或全球范圍內(nèi)，當(dāng)家庭或辦公樓的幾乎每一扇窗戶都由透明的太陽能電池板組成時，結(jié)果可能是變革性的。

隨著透明太陽能電池板的大規(guī)模生產(chǎn)和部署成本下降，這種非侵入式技術(shù)可以從商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展到手持消費(fèi)設(shè)備，同時保持非常實(shí)惠。

透明太陽能電池板的類型

就像目前使用不同技術(shù)（特斯拉的太陽能瓦片和其他技術(shù)）生產(chǎn)太陽能屋頂板一樣，太陽能窗戶也在使用不同的技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。兩種主要類型的透明太陽能電池板包括部分透明和全透明面板。

（1）部分透明的太陽能電池板

一家德國制造商 Heliatek Gmb 開發(fā)了這種部分透明的太陽能電池板，它可以吸收大約 60% 的陽光。與傳統(tǒng)的太陽能光伏電池相比，部分透明的太陽能電池板的效率較低，為 7.2%。然而，通過調(diào)整陽光透射和吸收之間的平衡，可以增加太陽能發(fā)電量。

例如，在朝南的玻璃建筑中，減少透射光通常很重要（許多此類辦公樓已經(jīng)使用有色玻璃）。在這些位置，部分透明的太陽能電池板可以很好地工作。

（2）全透明太陽能電池板

如本報(bào)告開頭所述，密歇根州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)取得了突破，可以生產(chǎn)類似于普通玻璃的全透明光伏玻璃面板。研究人員估計(jì)，一旦開始商業(yè)生產(chǎn)，這些完全透明的太陽能電池板的效率將高達(dá) 10%。

在這里了解至關(guān)重要的是，當(dāng)談到太陽能電池板窗戶時，面板的效率并不是全部和全部。實(shí)際上，效率較低的太陽能窗戶僅意味著與效率更高的面板相比，窗戶的尺寸必須更大，才能產(chǎn)生相同的電量。

一旦完全透明的太陽能電池板被集成到建筑物的大窗戶中，其較低的效率必然會因其潛在的部署規(guī)模而被過度補(bǔ)償。

太陽能板百葉窗：一種易于實(shí)施的太陽能窗技術(shù)

太陽能板百葉窗是利用窗戶發(fā)電時對透明太陽能玻璃/面板的補(bǔ)充。太陽能電池板旨在收集陽光以產(chǎn)生能量，而百葉窗的基本功能是阻擋陽光直射進(jìn)入內(nèi)部。

太陽能板百葉窗巧妙地結(jié)合了這兩種不同的功能。一家名為 SolarGaps 的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)公司推出了太陽能電池板百葉窗，聲稱可以將能源成本降低多達(dá) 70%。對于每 10 平方英尺的窗戶空間，這些太陽能百葉窗可以產(chǎn)生 100 瓦的電力（你可以用這么多的電力為三臺筆記本電腦供電）。

這些太陽能百葉窗可以安裝在室內(nèi)或室外，您可以使用應(yīng)用程序控制它們的角度和位置，該應(yīng)用程序還會通知您發(fā)電數(shù)據(jù)。它包括一個設(shè)置，可根據(jù)太陽的位置自動優(yōu)化百葉窗的角度。

透明太陽能電池板研究和制造的先驅(qū)：密歇根州立大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員以及 Ubiquitous Energy、Physee 和 Brite Solar 等制造商都是推廣這種新型太陽能電池板技術(shù)的先驅(qū)。

無處不在的能源

Ubiquitous Energy與領(lǐng)先的玻璃制造商 NSG Group 合作，正在開發(fā) Ubiquitous 獨(dú)特的 ClearView Power 技術(shù)，以將透明太陽能電池板集成到建筑玻璃窗中。ClearView Power 的透明太陽能涂層可以在正常的玻璃制造過程中直接應(yīng)用于建筑窗戶。該技術(shù)還通過阻擋紅外太陽熱能提高建筑物的能源效率。當(dāng)通過透明的太陽能電池板與太陽能發(fā)電相結(jié)合時，它可以導(dǎo)致凈零能耗建筑。該公司已經(jīng)宣布，ClearView Power 的透明太陽能電池已達(dá)到 9.8% 的電能轉(zhuǎn)換效率。

物理層

Physee是一家歐洲制造商，它推出了一種名為 PowerWindow 的先進(jìn)產(chǎn)品。事實(shí)上，它是目前世界上唯一安裝的透明太陽能電池板（占地 300 平方英尺，位于荷蘭銀行大樓內(nèi)）。 Physee 的 PowerWindow 利用安裝在窗玻璃邊緣的小型太陽能電池板來發(fā)電。雖然這些太陽能窗戶還不能成為建筑物的獨(dú)立電源，但該公司有信心迅速提高其透明面板的規(guī)模和效率。