既能发电又能隔热,华南理工开发出全新智能窗户

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既能发电又能隔热,华南理工开发出全新智能窗户
麻省理工科技评论 2018年7月6日

2018年7月6日

华南理工大学的材料科学与工程专业的叶轩立教授表示,“隔热的多功能半透明聚合物太阳能电池仅仅是探索有机太阳能电池新型应用的开端。未来我们希望开发更多有用的产品,比如自供电的温室。”
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华南理工大学的材料科学与工程专业的叶轩立教授表示,“隔热的多功能半透明聚合物太阳能电池仅仅是探索有机太阳能电池新型应用的开端。未来我们希望开发更多有用的产品,比如自供电的温室。”

随着环境友好型建筑逐渐成为一种趋势,同时也促进了窗户涂层的普及。这种窗户涂层可将多余的阳光挡住,进而降低采暖和制冷的成本。此外,上述发展趋势也激励着科学家和工程师们创造薄且透明的太阳能电池,可将窗户变成微型发电机。

近日,华南理工大学的研究人员在《焦耳》期刊上发表重要研究进展。他们利用一种兼容性材料,将隔热和发电两种功能结合起来,这使得一个家庭的能效提升一倍。

华南理工大学的材料科学与工程专业的叶轩立教授表示,“虽然多晶硅太阳能电池的价格便宜,性能好,但是其表面粗糙且重量大,因此并不是最适合的光伏材料。我们可以制造半透明的、轻量的、多彩的薄膜有机太阳能电池,将窗户转变成发电机以及隔热层。因此,建设集成化的太阳能电池是一个很好的选择。”

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为了构建一个集成化的太阳能电池原型,华南理工大学黄飞教授等人平衡协调了以下三个方面:吸收太阳光发电、阻挡太阳光隔热、以常规方式传播太阳光。他们把能够实现以上三个方面的材料和化合物,进行组合及匹配,集成到一个装置上。该装置能够使得可见光部分穿过,能够使得红外光(温度升高的诱因)转向,并将近红外光转变成电流。

粗略的理论计算表明,安装上述既能发电又能隔热的窗户,可使一个家庭的用电量降低 50%。

叶轩立表示,“在该项研究中,我们并没有利用最好的有机太阳能电池,但是能效还是得到了快速提升。我们希望能够持续提升此太阳能电池窗户薄膜的性能。”

既隔热又发电的材料仍然处于研发初期阶段,但是研究人员期望这一发展能为未来的新技术奠定基础。叶轩立表示,“隔热的多功能半透明聚合物太阳能电池仅仅是探索有机太阳能电池新型应用的开端。未来我们希望开发更多有用的产品,比如自供电的温室。”

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