美科学家研发“热致变色光伏窗”技术 转换时间仅需7秒

发表时间:2020-10-27 14:38

近日,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员开发出了可以在阳光加热时自动改变颜色的窗户,以保持建筑物的凉爽——最重要的是,它同时也是太阳能电池。

该研究已发表在《自然-通讯》杂志上。


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变色玻璃已经存在较长时间了,并将其放大到窗户尺寸。同时,透明(或半透明)太阳能电池的效率也越来越高,也可以安装在窗户上。

在这项新研究中,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员将这两种技术结合到一扇窗户中。他们所说的 “热变色光伏”技术在被阳光加热时可以切换颜色,以阻挡眩光并减少对冷却的需求,同时也开始从这些光中收集能量。

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这种窗户是由夹在两块玻璃之间的钙钛矿薄膜——一种新兴的太阳能电池材料并在缝隙中注入溶剂蒸汽制成。当湿度较低时,钙钛矿薄膜保持透明,使窗户能正常透光。但在一定温度下,蒸汽会使钙钛矿晶体重新排列,先是成链状,然后是片状,再是立方体。每一种新的形状都会改变颜色,不同程度地阻挡光线,使房间降低温度。

当玻璃温度达到35°C至46°C时,窗户可以在几种不同的颜色之间切换,从透明到黄色、橙色、红色和棕色,大约仅需要7秒钟。这比NREL团队早期开发的原型有相当大的进步,早期原型产品在温度达到65.5°C至79.4°C时,只能在透明和一种红棕色之间切换,而且需要3分钟才能完成。

该团队表示,使用新技术的原型窗可以在一年内开发出来。



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