有一天,透過窗戶的自然光可能不僅能照亮您的心情。
瑞士科學家創造了透明太陽能電池的新效率記錄,為發電窗戶鋪平了道路,為我們的家庭和設備供電。
染料敏化太陽能電池 (DSC) 也稱為 Grätzel 電池,是一種低成本太陽能電池,它使用附著在半導體表面的光敏染料將可見光轉化為能量。
先前版本的DSC 在很大程度上依賴直射陽光,但洛桑聯邦理工學院(EPFL) 的科學家找到了一種製造透明光敏劑(可以被光激活的分子)的方法,它可以在整個系統中“吸收”光。
研究的作者寫道:「我們的研究結果為輕鬆獲得高性能 DSC 鋪平了道路,並為使用環境光作為能源的低功耗電子設備的電源和電池替代應用提供了廣闊的前景。」在科學雜誌《自然》。
透明太陽能板
DSC 透明、靈活,並且可以以相對較低的成本製造多種顏色。這些透明太陽能電池板已用於天窗、溫室和玻璃帷幕牆。
2012 年,SwissTech 會議中心成為第一個 DSC 技術在公共建築的應用。
2017 年,哥本哈根國際學校的新建築落成,新建築覆蓋著約 12,000 塊藍色透明太陽能電池板,這些電池板使用相同的 DSC 技術。
它們每年提供約 300 兆瓦時 (MWh) 的電力,可滿足學校一半以上的年度能源需求。
效率高達 30% 的透明太陽能技術
然而,儘管發電窗戶已經上市多年,但人們經常抱怨,與傳統太陽能電池相比,其發電能力有限。
洛桑聯邦理工學院團隊的新突破可能很快就會幫助克服這一障礙。
由於新的分子設計,它們提高了DSC 的功率轉換效率(換句話說,即照射在其上的太陽能轉化為可用電力的比例)在陽光直射下達到15% 以上,在陽光直射下高達30 %。
作為參考,目前商用太陽能板的平均效率約為 20%。
新一代 DSC 也展示了至少 500 小時的「長期運行穩定性」。
將陽光轉化為電能的材料具有巨大的潛力,可以滿足地球對具有成本效益的再生能源技術日益增長的需求。
玻璃窗具有特別巨大的潛力:想像一下,如果整個摩天大樓都可以變成垂直太陽能發電場?
早在 2017 年,一支團隊密西根州立大學該公司開發了一種新型太陽能聚光器,將其放置在窗戶上即可產生太陽能,該公司認為透明太陽能技術可以滿足美國約 40% 的能源需求。
據估計,如果與屋頂太陽能裝置以及正確的儲存技術相結合,這一比例可能會上升到幾乎 100%。
在歐洲,今年夏天太陽能發電佔歐盟發電量的12.2%,最高份額記錄在案。
根據目前的趨勢,到 2040 年,它有潛力滿足歐盟 20% 的電力需求。歐盟委員會。
目前地球上的大部分太陽能都未被捕獲。如果我們周圍的每一扇窗戶都能收穫它,事情會是什麼樣子?