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新型智能窗户在阳光下变暗充当外遮阳,同时还能发电
类别:门窗幕墙  日期:2020-10-9  来源:  点击率:1260  打印 关闭




   由于一个被称为钙钛矿的新贵晶体材料家族,太阳能利用领域近年来经历了一场革命。现在,perovskites正在改造窗户,在冰冷的日子里让它们保持清洁,但在炎热的夏季太阳下让它们变暗。两个研究小组报告说,他们已经创造了钙钛矿颜色的窗户,不仅可以根据温度转换,还可以像太阳能电池一样获取能量。这项新技术有朝一日可能会通过遮挡阳光和发电来帮助建筑物降温。


在透明和不透明之间切换的智能窗户已经存在了几十年。例如,波音787梦想飞机采用了所谓的电致变色窗户,这需要外部电源来变暗。但这种窗户未能在建筑市场产生广泛的影响,因为它们的成本较高,阻挡外部光线的能力不一致,而且对一些人来说,它们需要外部电力。

 

但是perovskites同时提供了一条通向智能窗户和太阳能窗户的可能途径。钙钛矿是由具有特定晶体结构的元素混合而成的材料,由它们制成的太阳能电池在将阳光转化为电能方面几乎与最先进的硅太阳能电池板一样高效:最好的太阳能电池板将阳光中国足球协会超级联赛过22%的能量转化为电能,而硅的这一比例为25%。通过改变钙钛矿的元素成分,研究人员也可以控制它们的透明度。此外,钙钛矿的原材料比现有的太阳能电池便宜得多。


201711月,研究人员报告称,他们创造了一种铅基钙钛矿太阳能窗,首次将所有这些特性结合起来从透明切换到不透明当温度达到60时,在较低的温度下,太阳能电池中心的钙钛矿与一种叫做甲胺的有机化合物形成络合物。升温时,甲胺蒸发并脱离钙钛矿,导致后者变暗并吸取阳光。当热量消散时,无论是太阳下山时还是冬天,甲胺蒸汽都会回到钙钛矿中,使其再次透明。升温的钙钛矿将其能量的11.3%转化为电能。

 

太阳窗在夏天的阳光下变暗并获得能量,当温度下降时变得透明。

 

尽管如此,这些窗户还是有它们的缺点。最大的问题是,太阳能电池的效率在来回切换几次后就会下降,这可能是因为甲胺未能使钙钛矿完全恢复到其初始晶体排列。因此,在近一年的时间里,该窗口的发明者——由科罗拉多州戈尔登市国家可再生能源实验室的化学家内森·尼尔和机械工程师兰斯·惠勒领导——一直在努力提出一种不同的钙钛矿配方,这种配方可以在没有甲胺化学反应的情况下进行转换。

 

加州大学柏克莱分校的化学家杨培东,击败他们。今天,杨报道天然材料他的团队创造了一种铯基钙钛矿太阳能窗,加热时变得不透明并产生电能,但没有甲胺。这使得窗口可以反复来回切换,而不会降低性能。这是一个很有吸引力的想法,你可以同时拥有太阳能电池和智能窗,迈克尔·麦克格赫说,他是加利福尼亚州帕洛阿尔托斯坦福大学的材料科学家,研究钙钛矿太阳能电池和智能窗。

 

最新的太阳能窗户仍然有其缺点。首先,除非加热到100以上,否则它们不会从透明变成不透明。此外,它们的效率只有7%左右,远低于传统太阳能电池。麦基赫指出,除了稳定性和效率问题,所有钙钛矿窗口在不透明时都有红色。这是至关重要的,麦基说,因为大多数建筑商回避使用彩色窗户。

 

然而,杨说,他和他的同事已经提出了一种在50-60之间转换的变体;他们只是在等待,直到他们能够提高太阳能转换效率。寻找满足未来窗户所有需求的新钙钛矿的工作仍在继续。

 






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