特殊材料“智能玻璃”面世：可吸收全方向、多顏色的光并轉化為電能

2021-02-26 來源：前瞻網(wǎng)

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【中玻網(wǎng)】萊斯大學（Rice University）的工程師們成功開發(fā)出一種聚合物內(nèi)核，可以將任何光源的光線重定向到太陽能電池上，這有望催生一種新的能源收集解決方案。

　　據(jù)悉，這種方案主要是通過在窗戶上安裝彩色的發(fā)光太陽能聚光器(LSCs)來實現(xiàn)的。

　　“智能玻璃”可吸收全方向、多顏色的光并轉化為電能

　　由Rafael Verduzco和賴斯布朗工程學院的博士后研究員兼作者Yilin Li領導，該團隊設計并建造了平方英尺的“窗戶”，在兩塊透明的丙烯酸面板之間夾有共軛聚合物（conjugated polymer）。

　　那層薄薄的中間層則是“秘密”所在。根據(jù)特殊設計，它可以吸收特定波長的光，并將其引導到鑲有太陽能電池的電池板邊緣。共軛聚合物是一種化學化合物，它可以調(diào)整特定的化學或物理性質(zhì)，用于各種應用，如用于生物醫(yī)學設備的導電薄膜或傳感器。

　　Rice實驗室制造出的這種聚合物化合物被稱為PNV(聚萘-丙烯)，可以吸收并釋放紅光，但調(diào)整分子成分應該可以使其吸收各種顏色的光。

　　其訣竅在于：作為波導，它接受來自任何方向的光，但限制其離開的方式，將光集中到太陽能電池上，并將其轉化為電能。

　　這種聚合物還可以轉換來自紅外線和紫外光的能量，使這些面板保持透明。聚合物甚至可以在面板上打印出圖案，這樣它們就可以變成藝術品。

　　更重要的是效率：他測試的面板在直射陽光下的能量轉換效率高達2.9%，在LED環(huán)境光下的能量轉換效率為3.6%。

　　“這項研究的動機，是通過集成光伏來解決建筑的能源問題，”在一項“智能玻璃”挑戰(zhàn)賽中開始這一項目的Yilin Li解釋稱，“現(xiàn)在，太陽能屋頂是主流的解決方案，但問題是你需要讓它們朝向太陽才能較大化其效率，而且它們的外觀也不是很令人滿意?！?/p>

　　制造彩色、透明或半透明的太陽能收集器，并將它們應用到建筑物的外部，一下子成為了Yilin Li新的靈感。

　　目前，該團隊的測試單元產(chǎn)生的電量，還遠遠低于普通商業(yè)太陽能電池收集的電量。實驗室還模擬了從120平方英寸的面板返回的能量。他們報告說，這些太陽能板提供的能量會少一些，但仍能滿足家庭的需求。

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