會發(fā)電的“玻璃”窗 美研發(fā)出透明太陽能電池

【中玻網(wǎng)】辦公室朝南簡直堪稱噩耗，一到夏天，所有人都熱到冒煙，陽光透過窗戶，長驅(qū)直入，炙烤著整個屋子。事實上，今天有名的城市設(shè)計師都會為工作區(qū)加上經(jīng)過特殊處理的窗戶，來減少陽光的眩光和熱量問題。
　　
　　不過，我們能不能變廢為寶，利用好窗戶上的薄膜呢？只用是薄膜來阻隔陽光真是太浪費了，你有沒有想過，它們實際上還可以收集太陽能，為辦公室照明、計算機，甚至空調(diào)提供電力。這不是天方夜譚，而是“透明”太陽能技術(shù)的核心理念。20多年來，在美國相關(guān)部門和大學(xué)研究的支持下，不少初創(chuàng)公司希望能把這一技術(shù)迅速投入市場。
　　
　　借助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系化學(xué)，透明太陽能電池正在解決太陽能利用方面非常大的攔路虎。雖然迄今為止，太陽能是人類所能接觸到的潛力非常大的能源資源，但我們距離駕馭它還很遙遠(yuǎn)。安裝在屋頂上的光電面板可以把陽光轉(zhuǎn)化為電力，但效率較多只有20％。
　　
　　研究人員一直在設(shè)法提高太陽能板的效率。但一些科學(xué)家認(rèn)為，想要真實利用太陽的能量，我們還需要制造出幾乎或完全透明的電池，從而增加鋪設(shè)太陽能設(shè)備的面積。
　　
　　硅谷初創(chuàng)企業(yè)普世能源公司的重要地位執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人MilesBarr說：“我們必須打開開發(fā)太陽能的新思路，因為現(xiàn)在有了很多潛在的可用區(qū)域。充分發(fā)揮想象力，你會發(fā)現(xiàn)其實到處都可以安裝透明的太陽能板。”這家公司是從麻省理工學(xué)院和密歇根州立大學(xué)的研究者中分離出來的。
　　
　　不可見光的能量
　　
　　上過小學(xué)的人都知道這樣一個基本事實：太陽是以看不見的紫外線和紅外線，以及可見光形式傳遞能量的。而負(fù)責(zé)捕捉不可見光的太陽能電池會讓其他光通過；換句話說，它們可以是透明的。
　　
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系化學(xué)是這種電池的秘密之所在。早在20世紀(jì)90年代早期，科學(xué)家就在用碳、氫、氧和地球上的其他元素，嘗試設(shè)計分子序列，制造出能夠傳遞電子，即可以導(dǎo)電的材質(zhì)。美國能源部國家可更新能源實驗室位于科羅拉多州的戈爾登市，那里的高等研究員NikosKopidakis告訴我們：“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系化學(xué)的魅力在于能創(chuàng)造出各種各樣的材料。這種技術(shù)不是多功能的，但能滿足各方面的需求。你可以設(shè)計出綠色、藍色、其它任何顏色，甚至透明的材料。”
　　
　　然而，只捕獲陽光中的不可見光意味著犧牲效率。這也就是為什么Kopidakis的團隊將大部分精力都放在用不透明的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系太陽能電池來捕獲可見光，不過，他們也與馬里蘭州一家名為太陽能窗戶科技（SolarWindowTechnologies）的小型私營公司合作，一同研發(fā)透明的太陽能電池。這家公司希望能把這一理念擴展到建筑市場。
　　
　　在美國相關(guān)部門的研究支持下，麻省理工學(xué)院的科學(xué)家于2011年發(fā)表了一項研究成果，而普世能源公司的團隊根據(jù)這一研究，偶然間發(fā)現(xiàn)了一個較佳配方。Barr聲稱：“總體上來說，這是在透明度和能效水平之間做出的折中。我們的技術(shù)是在保證高透明度的同時，獲得大量能量。”
　　
　　在能效方面，普遍能源公司有望提高到至少10％，這個數(shù)字小于用硅制造的太陽能電池板所能達到的數(shù)值，但可以滿足更廣泛的安裝需求。“我們身邊有上百萬平方米的玻璃表面可供裝配。”
　　
　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的優(yōu)勢
　　
　　Kopidakis強調(diào)，和傳統(tǒng)用硅制造的太陽能電池板相比，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系太陽能板還有一個優(yōu)勢。前者通常要用高溫爐處理石英砂中二氧化硅，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系太陽能涂料所需要的能量則少得多，而且生產(chǎn)的成本也更低。
　　
　　“我們不需要非常高真空室，也不需要加熱到300至400度。”太陽能材料用的是標(biāo)準(zhǔn)薄膜涂層工藝，在室溫環(huán)境下就可以完成。普世能源公司的工程師正在生產(chǎn)一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系光伏結(jié)構(gòu)，比人類的發(fā)絲要細(xì)1000倍。
　　
　　本月初，在紅迪網(wǎng)（Reddit）“有問必答”欄目中，從事可更新能源業(yè)市場分析的GTM研究公司（GTMResearch）的副總裁ShayleKann強調(diào)了這一技術(shù)具有成本優(yōu)勢。但他也認(rèn)為，對于透明太陽能電池板公司來說，投入足夠的資金進行大量生產(chǎn)恐怕有點難度，屆時他們的產(chǎn)品將與更完善、更效率高的傳統(tǒng)電池板一決雌雄。
　　
　　Barr則表示，普世能源公司計劃先小規(guī)模地宣揚這種技術(shù)。公司的試生產(chǎn)設(shè)施位于加州雷德伍德城，目前正在制造移動設(shè)備，設(shè)計智能手機原型機、手表和其他小型電子產(chǎn)品。“我們正在考慮如何延長電池壽命，而這也是一個不錯的切入點。”
　　
　　雖然現(xiàn)在還無法確定透明的太陽能移動設(shè)備何時面世、價格多少，但Barr稱自己的團隊希望這項技術(shù)不會讓移動設(shè)備賣得太貴。而且，消費者較好也別期望在太陽能智能手機上找到太陽能電池板。因為如果一切如公司所愿，這種材料將會是一種隱形涂層，位于設(shè)備的顯示屏之下。“理想中的狀況是，誰也看不到它。”