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国外的发电玻璃:共轭聚合物聚萘-丙烯(PNV),发光太阳能聚光器(LSCs)

2021年05月13日 环保新发明 暂无评论 阅读 146 次浏览 次
你家的窗户玻璃,也可以用来发电了

为建筑物安装“发光窗”,不仅可以将太阳光转化为电能,还能将室内环境光作为电源。

sciencedaily.com网站当地时间2月16日报道,美国莱斯大学研究人员Rafael Verduzco和Yilin Li领导的团队为下一代能源收集技术提供了一种“彩色”解决方案:在窗户上安装发光太阳能聚光器(LSCs)。相关研究成果刊登在《国际聚合物》杂志中。

“我们希望通过集成光伏技术来解决建筑的能源问题。”Li说,“目前,太阳能屋顶是更主流的解决方案。但用户需要让它们始终朝向太阳,以此使其工作效率最大化;而且,太阳能屋顶也不是特别美观。为什么我们不能制造透明或半透明的太阳能收集器,然后加装到建筑物外部呢?”于是,Li等人开发了上述发光窗技术。

新技术的关键是夹在丙烯酸面板之间的共轭聚合物。共轭聚合物是一种特殊的化合物——研究人员通过调整聚合物的化学/物理性质,可以使其满足导电薄膜或传感器等诸多应用需求。发光窗项目使用的改性共轭聚合物聚萘-丙烯(PNV),能够吸收并释放各种色光。更重要的是,作为波导,它能够接收来自任何方向的光,并限制其离开方式,最终将光集中至太阳能电池,转化为电能。

虽然发光窗所产生的电能远远低于普通商业太阳能电池收集的电能(阳光转化率约20%),但它可以持续工作——当太阳下山后,发光窗还能继续将建筑内部的光转化为电能。测试结果表明,发光窗转化LED环境光的效率比转化太阳光的效率更高。“即使是在室内,你拿起一块发光面板,也能够在边缘观察到非常强的光致发光效果。”Li说,“测试面板在直射阳光下的能量转换效率为2.9%,而在LED环境光下的能量转化效率高达3.6%。”

Verduzco表示,在过去的十年中,研究人员已经开发出了各种类型的发光体,但共轭聚合物的应用相对较少。他说:“共轭聚合物的问题在于:它们还不够稳定,降解速度很快。近年来,我们在提高共轭聚合物的稳定性方面取得了比较大的进展。在未来,相信我们可以设计出既稳定、又具有理想光学性能的共轭聚合物。”

研究小组还模拟并统计了120平方英寸面板反射的能量。他们认为,虽然发光窗提供的能量相对偏少,但已经足以满足一般家庭需求。Li指出,通过微调聚合物,它们还能够转换红外光和紫外光的能量,使面板具备透明特性。Li说:“我们甚至可以在聚合物面板上打印出各种图案,让它们达到更好的装饰效果。”

原创编译:雷鑫宇 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《国际聚合物》

期刊编号:0959-8103

原文链接:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210216115029.htm

版权声明:本文为原创编译,中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。转载请注明来源。

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