拼采光与隔热兼得 科学家致力研发透明太阳能窗户商业化
拼采光与隔热兼得 科学家致力研发透明太阳能窗户商业化
太阳光电可说是当前最受欢迎的再生能源技术，不少科学家为了扩大太阳能板应用范围，着手研究透明太阳能窗户，想将太阳光电与建筑物相结合、让未来的住家与大楼都变成虚拟电厂。
不过开发太阳能窗户并非易事，至今仍没有厂商跨入商业化门槛。
过去曾有材料科学家在玻璃嵌入光吸收薄膜，让窗户成功变成发电设备，但该面板仅吸收特定波长，窗户会自带红色或是棕色滤镜，无法吸引建筑师的目光。而新型太阳能窗虽然能吸收人们无法看见的紫外光与红外光以维持透明，但仍无法有效阻挡辐射并达成隔热效果。
因此为开发出可采光、隔热与发电的太阳能窗户，美国密歇根州立大学材料科学家 Richard Lunt 研发出能吸收紫外光、发电效率达 0.5% 的钙钛矿太阳能板，虽然转换效率着实不高，但他指出，该太阳能板可有效阻挡辐射，未来更有望将转换效率提升至 4%。
Lunt 团队在 2017 年也透过有机太阳能电池研发出吸收不可见光的透明玻璃，其转换效率更达 5%，将来也会把先前的钙钛矿技术与可捕获红外光的有机太阳能相结合，将效率跃升至 20%。
有机太阳能的应用相当广泛，同时具有可挠式、廉价与易制造优点，许多有机材料都可以吸收不可见光，英国太阳光电公司 polysolar 也透过有机聚合物研发出透明太阳能玻璃，并成功达小规模试用；钙钛矿也是相当有潜力的太阳能技术，短短 9 年间光电转换率已能与硅晶太阳能媲美，且由于体积小，应用比坚硬、缺乏弹性的硅晶太阳能电池更广，科学家还能透过调整化学配方来吸收不同波段的光，不管是钙钛矿还是有机太阳能，这些材料皆为透明太阳能窗户潜力军。
但太阳能窗户也不一定得是透明的，可能有些人会希望窗户能自动变色、自行调整透明度，或许为满足这些消费者，斯坦福大学研究员 Michael McGehee 2017 年研发出半透明有机太阳能窗户，该窗户不会变成奇怪的红色或是棕色色调，而是全部变黑。美国国家实验室（NREL）也在 2017 年 12 月研发出类似技术，当窗户受到太阳光照射之后就会变暗，光电转换效率则高达 11.3%。
各个科学家纷纷使出浑身解数，想让自家的技术发扬光大、迈向无补助商业化，不过 NREL 太阳能专家 Lance Wheeler 表示，目前太阳能窗户多少都参杂有毒物，玻璃碎裂后又是一大问题。如果要满足消费者需求、耐用性、法规要求，可能还有一段路要走。
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：密歇根州立大学）
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