透明太阳能材料代表了未开发能源的巨大来源

2019-10-17 08:43:42

科学家在《自然能源》(Nature Energy)上报告说,可用于窗户的透明太阳能材料代表了未开发能量的巨大来源,并且可以收集与更大,更笨重的屋顶太阳能单元一样多的电力。

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以及屋顶装置的广泛使用,几乎可以满足美国的电力需求,并大大减少化石燃料的使用。

密歇根州立大学化学工程与材料科学系的约翰汉斯·克罗斯比基金会副教授理查德·伦特说:“高度透明的太阳能电池代表了新太阳能应用的未来潮流。” “我们分析了它们的潜力,并表明通过仅收集不可见的光,这些设备可以提供与屋顶太阳能类似的发电潜力,同时提供附加功能以提高建筑物,汽车和移动电子设备的效率。”

MSU的Lunt及其同事率先开发了透明的发光太阳能聚光器,该聚光器放在窗户上时可产生太阳能而不会破坏视线。这种薄的类塑料材料可用于建筑物,车窗,手机或其他表面透明的设备。

太阳能收集系统使用Lunt及其团队开发的有机分子吸收不可见波长的阳光。研究人员可以“调谐”这些材料,使其仅吸收紫外线和近红外波长,然后将这些能量转换为电能。

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。在美国和全球,仅约1.5%的电力需求来自太阳能。

但是从总体电势上看,作者指出,美国玻璃表面估计有50亿至70亿平方米。由于玻璃的覆盖量很大,透明太阳能技术有潜力满足美国约40%的能源需求-与屋顶太阳能装置的潜力差不多。伦特说:“两种技术的免费部署,如果我们还改善了能源存储,可以使我们满足需求的近100%。”

伦特说,高度透明的太阳能应用记录的效率超过5%,而传统的太阳能电池板的效率通常约为15%至18%。他说,尽管透明的太阳能技术永远不会比不透明的太阳能技术更有效地将太阳能转换为电能,但它们可以接近并提供应用到更多表面积的潜力。

Lunt补充说,目前,透明太阳能技术仅占其实际总潜力的三分之一。

他说:“这就是我们正在努力的方向。” “传统的太阳能应用已被积极研究了五十多年,但我们仅在这些高度透明的太阳能电池上工作了约五年。最终,这项技术为在大大小小的表面上廉价,广泛地采用太阳能提供了一条有希望的途径,以前无法访问。”

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