美科學(xué)家研發(fā)新型變色玻璃加熱后可變成太陽(yáng)能電池

2020-10-23 來(lái)源：cnBeta

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　　據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，窗戶是很好的采光工具，但在夏季，這也帶來(lái)了不必要的熱量，導(dǎo)致許多人不得不開空調(diào)。現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了可以在陽(yáng)光加熱時(shí)自動(dòng)改變顏色的窗戶，以保持建筑物的涼爽--最重要的是，它們也是太陽(yáng)能電池板。

　　變色玻璃已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了，最常見的是作為眼鏡的過(guò)渡鏡片，在強(qiáng)光下自動(dòng)調(diào)色。最近的發(fā)展已經(jīng)使其電子化，可以按需切換，并將其放大到窗戶尺寸。同時(shí)，透明（或半透明）太陽(yáng)能電池的效率也越來(lái)越高，甚至可以安裝在窗戶上。

　　在這項(xiàng)新研究中，美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究人員將這兩種技術(shù)結(jié)合到一扇窗戶中。他們所說(shuō)的“熱變色光伏”技術(shù)在被陽(yáng)光加熱時(shí)可以切換顏色，以阻擋眩光并減少對(duì)冷卻的需求，當(dāng)它這樣做時(shí)，它也開始從這些光中收集能量。

　　這種窗戶是由夾在兩塊玻璃之間的鈣鈦礦薄膜--一種新興的太陽(yáng)能電池材料--制成的，并在縫隙中注入溶劑蒸汽。當(dāng)濕度較低時(shí)，鈣鈦礦薄膜保持透明，使窗戶能正常透光。但在一定溫度下，蒸汽會(huì)使鈣鈦礦晶體重新排列，先是成鏈狀，然后是片狀，再是立方體。每一種新的形狀都會(huì)改變顏色，不同程度地阻擋光線，希望在這個(gè)過(guò)程中能讓房間降溫幾度。

　　當(dāng)玻璃溫度達(dá)到35°C至46°C時(shí)，窗戶可以在幾種不同的顏色之間切換，從透明到黃色、橙色、紅色和棕色，大約需要7秒鐘。這比NREL團(tuán)隊(duì)早期開發(fā)的原型有相當(dāng)大的進(jìn)步，當(dāng)溫度達(dá)到65.5°C至79.4°C時(shí)，它只能在透明和一種紅棕色之間切換，而且需要3分鐘才能完成。

　　理想情況下，“熱變色光伏”窗戶可以幫助減少對(duì)空調(diào)的需求，因?yàn)樵谘谉岬臅r(shí)間和氣候下，空調(diào)是一個(gè)巨大的能源消耗者，甚至可以籌到一點(diǎn)額外的電力來(lái)幫助運(yùn)行。該團(tuán)隊(duì)表示，使用新技術(shù)的原型窗可以在一年內(nèi)開發(fā)出來(lái)。

　　該研究發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。

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