科學(xué)家創(chuàng)造出透明涂層，在無(wú)形中將窗戶(hù)變成太陽(yáng)能電池板

科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種全新的透明涂層，可以應(yīng)用于任何標(biāo)準(zhǔn)窗戶(hù)，將其變成有效的太陽(yáng)能電池板– 同時(shí)仍保持窗口基本透明。

這是中國(guó)南京大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一個(gè)小型工作原型。將其擴(kuò)展到世界上所有可用的窗口，我們可能會(huì)談?wù)撎?a>綠色能源.

該涂層在技術(shù)上被稱(chēng)為“無(wú)色單向衍射型太陽(yáng)能聚光器”（CUSC），它將一些陽(yáng)光光子引導(dǎo)到安裝光伏電池的窗板側(cè)面將它們轉(zhuǎn)化為電能，而其他光線(xiàn)通過(guò)。

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“CUSC 設(shè)計(jì)是在不犧牲美觀(guān)性的情況下將太陽(yáng)能技術(shù)融入建筑環(huán)境方面向前邁出的一步。”說(shuō)光學(xué)工程師 魏胡.“它代表了一種實(shí)用且可擴(kuò)展的碳減排和能源自給自足戰(zhàn)略。”

據(jù)研究人員稱(chēng)，這種新涂層在透明度、可擴(kuò)展性和效率方面擊敗了現(xiàn)有選項(xiàng)。涂層仍然允許 64.2% 的可見(jiàn)光通過(guò)，并保持 91.3% 的色彩準(zhǔn)確度。

材料由膽固醇液晶（CLC），其特性可以在光通過(guò)時(shí)與光進(jìn)行必要的相互作用。通過(guò)堆疊不同層的CLC，涂層能夠覆蓋整個(gè)光譜的光。

至關(guān)重要的是，只有一個(gè)光的偏振– 因此，光以波的形式移動(dòng)的多種方式中的一種被捕獲并被吸走以轉(zhuǎn)化為能量。這使得窗口能夠繼續(xù)充當(dāng)窗口。

“通過(guò)設(shè)計(jì)膽固醇液晶薄膜的結(jié)構(gòu)，我們創(chuàng)建了一個(gè)系統(tǒng)，可以選擇性地衍射圓偏振光，將其以陡峭的角度引導(dǎo)到玻璃波導(dǎo)中，”說(shuō)光學(xué)工程師張德偉。

在使用綠光（人眼最敏感的顏色）的測(cè)試中，捕獲并轉(zhuǎn)換了 38.1% 的可用能量，這是該技術(shù)的高潛力最大值。在使用更真實(shí)的條件和全光譜的測(cè)試中，總體效率為 18.1%。

研究人員已經(jīng)能夠使用該涂層開(kāi)發(fā)出一個(gè) 1 英寸的原型，該涂層收集的能量足以為小型風(fēng)扇提供動(dòng)力。將其放大到一個(gè)全尺寸窗口，就可以獲得大量電力可能產(chǎn)生.

由于涂層可以應(yīng)用于普通窗戶(hù)，無(wú)需進(jìn)行太多修改，因此該團(tuán)隊(duì)希望這可以在商業(yè)上可行——盡管在此之前還有很多工作要做。

研究人員表示，可以做更多的事情來(lái)提高涂層的穩(wěn)定性和制造，并且功率轉(zhuǎn)換效率也需要提高——輸入的總量太陽(yáng)能這實(shí)際上使它成為可用的電力。目前，這個(gè)數(shù)字是相對(duì)較低3.7%。

“為了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，需要考慮材料和程序方面的多項(xiàng)改進(jìn)，”寫(xiě)研究人員在他們發(fā)表的論文中。

該研究已發(fā)表在光子尼克斯.

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