國外一家公司發(fā)明一種涂層可以將窗戶變成透明的太陽能電池板

美國公司 Ubiquitous Energy 發(fā)明了一種薄涂層，可以將窗戶變成透明的太陽能電池板，提供除屋頂面板之外的其他方式來收集建筑物中的可再生能源。

Ubiquitous Energy將其技術(shù)描述為唯一與傳統(tǒng)窗戶“明顯無法區(qū)分”的透明光伏玻璃涂層。

任何表面都可以成為太陽能電池板

該公司由麻省理工學(xué)院 (MIT) 和密歇根州立大學(xué) (MSU) 的研究人員于 2011 年創(chuàng)立，他們設(shè)計了一種透明的太陽能電池板，讓可見光譜光通過，只吸收紫外線和近紅外光轉(zhuǎn)化為電能。

標準的太陽能電池板看起來是黑色的，因為它們吸收了全光譜的光，而且由于它們的外觀，它們的部署通常僅限于屋頂、墻壁和大型農(nóng)村太陽能農(nóng)場。

使用 Ubiquitous Energy 的涂層，它稱之為 UE Power，任何表面都可以變成光伏面板。

Ubiquitous Energy 的透明太陽能窗（上圖）安裝在密歇根州立大學(xué)（上圖）

“我們的使命是將我們周圍所有這些日常表面轉(zhuǎn)變?yōu)楸举|(zhì)上可再生能源發(fā)電機，”無處不在的能源戰(zhàn)略副總裁 Veeral Hardev 告訴 Dezeen。

“Windows 是我們首先關(guān)注的領(lǐng)域，但除此之外，想想車輛、一般交通工具、便攜式消費電子設(shè)備、可持續(xù)農(nóng)業(yè)（如溫室）——這些都是在一定程度上看到陽光的東西，”他繼續(xù)說道。

“為什么不改進它們，讓它們實際上可以在不改變外觀的情況下自己產(chǎn)生可再生能源呢？”

Hardev 表示，該公司的模型顯示，隨著該技術(shù)的廣泛采用，30 年后該涂層將成為與現(xiàn)在窗戶上的低輻射（或低輻射）涂層一樣的標準，它可以抵消全球 10% 的碳排放量。

所有組件完全透明

太陽能窗的工作方式與任何其他太陽能電池板相同。它包含半導(dǎo)體材料的電池，可根據(jù)陽光產(chǎn)生電荷。

隱藏在窗框內(nèi)的電線將其連接到建筑物的能源管理系統(tǒng)，以將電力引導(dǎo)至建筑物中需要的地方或?qū)⑵浯鎯υ陔姵刂小?/span>

涂層是使用吸光染料制成的

Ubiquitous Energy 的創(chuàng)新之處在于它的所有材料對人眼都是透明的，包括采用吸光染料形式的半導(dǎo)體化合物。

為了實現(xiàn)其薄度——涂層厚度約為 1 微米，比人類頭發(fā)絲薄約 80 到 100 倍——它由納米材料制成，類似于顯示技術(shù)中使用的材料。

半導(dǎo)體層使用真空物理氣相沉積 (PVD) 沉積在玻璃上——一種用于窗戶行業(yè)的標準涂層工藝——Ubiquitous Energy 計劃將其技術(shù)授權(quán)給現(xiàn)有的玻璃制造商，以便他們可以將其整合到他們的產(chǎn)品中。

透明面板的效率只有一半

Ubiquitous Energy 估計窗戶將提供建筑物約 30% 的電力需求，具體取決于地理位置、海拔和樹木覆蓋等因素，并想象它們與屋頂太陽能電池板結(jié)合使用以減少建筑物對電網(wǎng)的依賴.

由于允許部分光線通過，因此透明太陽能電池板的功率僅為相同尺寸的典型屋頂太陽能電池板的一半左右。但是 Hardev 聲稱他們的潛在部署規(guī)模可以彌補這種效率損失。

“幾年前，我們報告了透明太陽能設(shè)備有史以來最高的性能，效率接近 10%，”Hardev 說。“雖然今天有 20% 效率的選擇，但我們正在有意識地權(quán)衡透明，這樣我們就可以把它放在傳統(tǒng)太陽能電池板無法放置的地方。”

理論上，城市能夠在不改變外觀的情況下在本地產(chǎn)生大量太陽能，從而減少大型太陽能發(fā)電廠對土地的需求。

第一家工廠將于 2024 年開業(yè)

Hardev 說，通過其他方式應(yīng)用，該涂層可用于制造不需要充電的手機、更節(jié)能的汽車和自供電溫室。

“我們首先從窗戶開始，因為我們認為這是將產(chǎn)生最大總體影響的領(lǐng)域，”哈德夫說，并引用了一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)，即全球近 40 % 的與能源相關(guān)的二氧化碳排放量來自建筑物。

Ubiquitous Energy 已經(jīng)完成了多個示范項目，包括在密歇根州立大學(xué)和科羅拉多州的 Boulder Commons 公寓社區(qū)。

該公司正在努力將涂層的應(yīng)用擴展到窗戶之外

該公司計劃在 2024 年開設(shè)第一家生產(chǎn)落地式太陽能窗的工廠。它還希望擴大合作伙伴關(guān)系，目前合作伙伴包括窗戶公司 Asahi、Pilkington 和 Andersen。

過去對侵入式太陽能電池板問題的美學(xué)解決方案來自設(shè)計師 Marjan van Aubel，他創(chuàng)造了讓人聯(lián)想到彩色玻璃的彩色天窗，以及發(fā)布了偽裝太陽能屋頂瓦片的特斯拉。

建筑師們也一直在創(chuàng)造性地將技術(shù)融入建筑，例如 BIG 和 Heatherwick Studio 在谷歌硅谷 Bay View 園區(qū)屋頂上的“龍鱗太陽能表皮”設(shè)計，以及坂茂在附近的塞納河音樂劇中設(shè)計的風(fēng)帆狀移動光伏墻巴黎。