【中玻網(wǎng)】數百年來(lái)，窗戶(hù)在我們日常生活中無(wú)處不在，為我們的家園和工作場(chǎng)所帶來(lái)充足的自然光線(xiàn)。但如果這些窗戶(hù)也能發(fā)電呢？如果你家簡(jiǎn)陋的窗戶(hù)可以為你的手機充電，或者燒水呢？

　　僅在美國就有50至70億平方米的玻璃，太陽(yáng)能窗戶(hù)將成為一個(gè)很好地利用太陽(yáng)能的方式。我們以此為目標，展示了如何使太陽(yáng)能電池板能夠像窗戶(hù)那樣通過(guò)足夠的光線(xiàn)。

　　可更新能源的經(jīng)濟適用性越來(lái)越受到歡迎。在澳大利亞和世界其他地區，硅太陽(yáng)能電池已經(jīng)在屋頂市場(chǎng)占據主要地位。屋頂太陽(yáng)能發(fā)電提供了一種越來(lái)越便宜和效率高的發(fā)電方式。

　　但是，雖然屋頂很好，但這些硅板不透明且體積龐大。為了設計適合窗戶(hù)的太陽(yáng)能電池，我們必須獨辟蹊徑。

　　當我們將太陽(yáng)能電池板放在屋頂上時(shí)，我們希望它吸收盡可能多的陽(yáng)光，以便它可以產(chǎn)生很大的功率。對于一個(gè)窗戶(hù)來(lái)說(shuō)，在吸收光線(xiàn)變成電力和透射光線(xiàn)之間不可避免地存在折衷，從而使我們仍然可以透過(guò)窗戶(hù)看到外面的世界。

　　考慮到要將電池用作窗戶(hù)，一個(gè)被稱(chēng)為平均可見(jiàn)光透射率（AVT）的關(guān)鍵參數就不容忽視。AVT是透過(guò)可見(jiàn)光的百分比（相對于紅外線(xiàn)或紫外線(xiàn)等其他光），即從窗戶(hù)的一側穿過(guò)并出現在窗戶(hù)另一側光的百分比。

　　半透明的太陽(yáng)能電池將部分陽(yáng)光轉化為電，同時(shí)也允許一些光通過(guò)。

　　當然，我們不希望太陽(yáng)能窗戶(hù)吸收太多的光，以至于我們很難看到外面的世界。我們也不希望它透過(guò)太多的光線(xiàn)而很難產(chǎn)生太陽(yáng)能。所以科學(xué)家們一直試圖在高發(fā)電效率和高透射率之間找到一個(gè)適中的平衡。

　　電壓的問(wèn)題

　　25％的平均透射率通常被認為是太陽(yáng)能窗戶(hù)的很低標準。但是讓四分之一的光線(xiàn)穿過(guò)太陽(yáng)能電池使得很難產(chǎn)生大量的電流，這就是為什么迄今為止半透明電池的效率很低。

　　需要注意的是，電力取決于兩個(gè)因素：電流和電壓。在我們的研究中，我們決定專(zhuān)注于提高電壓。我們仔細選擇了新的農業(yè)生產(chǎn)體系吸收材料，這些材料已被證明可在非透明電池中產(chǎn)生高電壓。

　　在使用半透明太陽(yáng)能電池時(shí)，電壓同樣很高，并且透射率不會(huì )因為透光而顯著(zhù)降低。因此，雖然電流降低，但與不透明電池相比，較高的電壓使我們能夠實(shí)現比先前的半透明電池更高的效率。

　　有了這些，下一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是：如果窗口是由我們的新半透明電池構成的，窗戶(hù)會(huì )是什么樣子？

　　你看見(jiàn)我看到的了嗎？

　　如果你的朋友穿著(zhù)紅色襯衫，當你通過(guò)一個(gè)窗戶(hù)看到他們時(shí)，他們的襯衫看起來(lái)應該是紅色。這似乎很明顯，因為那個(gè)窗戶(hù)一定是玻璃窗。

　　但是因為半透明的太陽(yáng)能電池吸收了我們在可見(jiàn)光譜中看到的一些光線(xiàn)，所以我們需要更仔細地考慮這種顯色性能。我們可以通過(guò)計算所謂的顯色指數來(lái)測量電池如何準確地呈現圖像。我們的調查表明，改變吸收層的厚度不僅會(huì )影響電池產(chǎn)生的電能，還會(huì )改變其準確呈現顏色的能力。

　　一種具有前瞻性的方法可以得到很好的顯色指數，就是將農業(yè)生產(chǎn)體系吸收材料替換成吸收可見(jiàn)光范圍外太陽(yáng)能量的材料。這意味著(zhù)這種電池在人眼看來(lái)會(huì )和普通玻璃一樣，因為太陽(yáng)能轉換發(fā)生在紅外光的范圍內。

　　下一步是？

　　到目前為止，我們只是在一個(gè)小的規模上創(chuàng )建了這種電池。在我們制造大型、效率高率的太陽(yáng)能窗之前，仍然存在幾個(gè)障礙。具體來(lái)說(shuō)，用于從這些電池收集電荷的透明電較可能是脆性的并且含有銦等稀有元素。

　　如果科學(xué)技術(shù)能夠解決這些問(wèn)題，大規模普及太陽(yáng)能窗戶(hù)可能有助于增強可更新技術(shù)產(chǎn)生的電量。

　　因此，我們雖然還沒(méi)見(jiàn)到太陽(yáng)能窗戶(hù)，但我們已經(jīng)接近到足以瞥見(jiàn)它們。