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透明太陽能電池板：改革未來能源供應！

返回列表 來源：發(fā)布日期： 2022.07.12 瀏覽次數：

新的太陽能電池板技術將改變全球太陽能格局。其中一些有前途的技術已經處于開發(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，有望成為擴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 (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實現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、筆記本電腦或電子閱讀器等移動設備。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玻璃窗，因此該技術具有將美國和世界上的每一棟建筑幾乎變成太陽能生產商的潛力。

太陽能電池板窗戶如何工作？

透明太陽能電池板本質上是一個違反直覺的想法，因為太陽能電池必須吸收陽光（光子）并將其轉化為電能（電子）。當太陽能玻璃是透明的時，陽光會穿過介質，破壞了利用陽光的目的。然而，這種新的太陽能電池板技術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，同時允許正常可見光通過。為了實現這一技術奇跡，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到窗戶塑料的邊緣，薄的光伏太陽能電池條將其轉化為電能。

一旦透明太陽能電池板開始大規(guī)模生產，研究人員估計 TLSC 應該能夠提供約 10% 的效率。這似乎不是一個驚天動地的數字，但在國家或全球范圍內，當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)模生產和部署成本下降，這種非侵入式技術可以從商業(yè)和工業(yè)應用擴展到手持消費設備，同時保持非常實惠。

透明太陽能電池板的類型

就像目前使用不同技術（特斯拉的太陽能瓦片和其他技術）生產太陽能屋頂板一樣，太陽能窗戶也在使用不同的技術進行開發(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

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

在這里了解至關重要的是，當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)模而被過度補償。

太陽能板百葉窗：一種易于實施的太陽能窗技術

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

太陽能板百葉窗巧妙地結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 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或室外，您可以使用應用程序控制它們的角度和位置，該應用程序還會通知您發(fā)電數據。它包括一個設置，可根據太陽的位置自動優(yōu)化百葉窗的角度。

透明太陽能電池板研究和制造的先驅：密歇根州立大學和麻省理工學院的研究人員以及 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的先驅。

無處不在的能源

Ubiquitous Energy與領先的玻璃制造商 NSG Group 合作，正在開發(fā) Ubiquitous 獨特的 ClearView Power 技術，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用于建筑窗戶。該技術還通過阻擋紅外太陽熱能提高建筑物的能源效率。當通過透明的太陽能電池板與太陽能發(fā)電相結合時，它可以導致凈零能耗建筑。該公司已經宣布，ClearView Power 的透明太陽能電池已達到 9.8% 的電能轉換效率。

物理層

Physee是一家歐洲制造商，它推出了一種名為 PowerWindow 的先進產品。事實上，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）。 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。