解析:太陽能電池板是怎麼做到完全透明

作者 | 發布日期 2014 年 08 月 29 日 8:30 | 分類
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美國密西根州立大學的研究人員研發出了一種完全透明的太陽能面板,它可以將任何窗口或玻璃(比如智慧型手機的螢幕)轉化成太陽能電池。與市面上現有的所謂的透明太陽能電池不同,這一個真的是完全透明的,從本文的配圖中你也可以看出這一點。



科學地說,透明的太陽能電池板其實是一個相當矛盾的東西。太陽能電池,特別是光伏類的太陽能電池,都是通過吸收光子(陽光),然後再將其轉換成電子(電力)。然而,如果太陽能電池的材料是透明的,那麼按照常理所有的光都會直接通過該介質到達你的眼睛,也就是無法被該介質吸收。這也正是此前出現的各類所謂的透明太陽能電池其實是半透明,而非完全透明的原因。

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為了突破這個侷限,密西根州立大學的研究人員發明了一種稍微與傳統方法不同的技術來收集陽光。他們沒有試圖創造一個透明的太陽能電池,因為這幾乎不可能。相反,他們制造了一個透明的發光的太陽能集中器(Transparent Luminescent Solar Concentrator, TLSC)。

TLSC 由能夠吸收特定波長的紫外線和紅外線的有機鹽構成,然後這些有機鹽會發出另一個波長的同樣不可見的紅外光。這些不可見的紅外光被引導至塑膠材料塊的邊緣,然後由內建在邊緣位置的纖薄的普通太陽能電池帶將它轉換成電能。

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如果仔細觀察,你就會發現這些塑膠塊的邊緣有一些黑色條狀帶,這些黑色條帶就是一些普通光伏太陽能電池。除了這些邊緣的黑色條帶,該活躍的有機物質(也就是那些太陽能電池板)全部是高度透明的。

不過,該研究團隊也指出,目前這種太陽能電池板的轉化率比較低,只有 1% 左右。儘管如此,該研究團隊表示只要做一些優化,將轉化率提高到 5% 也是有可能的(編按:目前的太陽能電池以晶矽類的轉換效率較高,可達到 20 到 25% 以上,薄膜類的從 10 到 15% 不等)。此外,使用這種發光集中器還有一個額外的好處,即如果把這些太陽能電池板裝到窗戶的話,可以讓房間沐浴在色彩斑斕的光線之中。

顯然,單獨一塊電池板轉化率並不高,但是如果大量的電池板集中在一起的話,比如每個窗戶都裝上這樣的電池板,那整體轉化率就會相當高。

儘管這種技術並不能讓你的手機或者平板電腦一直處於有電狀態,但是如果將你的手機或者平板的屏幕換成這種透明太陽能電池板的話,或許能夠讓你的設備的續航時間增加幾分鐘或者幾個小時。

據該團隊的研究人員介紹,他們相信可以在確保價格不會過高的情況下,將這種技術大規模的應用於工業和商業領域,同時也可以用於消費電子設備。目前,大規模採用太陽能發電的一個較大的障礙是太陽能電池板比較醜陋。因此,如果這項技術得以普及,使得我們能夠生產出看起來無異於普通玻璃和塑膠塊的太陽能電池板的話,這確實是一件值得關注的大事。

(Via:Extremetech;本文由 雷鋒網 授權轉載) 

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