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萊斯大學(xué)的工程師設計并建造了玻璃窗 可實(shí)現內在發(fā)電

來(lái)源:賢集網(wǎng) 2021/3/1 9:48:18

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【中玻網(wǎng)】萊斯大學(xué)的工程師設計并建造了玻璃窗,可將陽(yáng)光或照明從室內重定向到邊帶太陽(yáng)能電池。中心層是用作波導的共軛聚合物。工程師們提出了一種用于下一代能量收集的多彩解決方案:窗戶(hù)中的發(fā)光太陽(yáng)能集中器(LSC)。

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  在拉斐爾·韋爾杜斯科(Rafael Verduzco)和博士后研究員,賴(lài)斯布朗工程學(xué)院的主要作者伊林·李的帶領(lǐng)下,研究小組設計并建造了平方英尺的“窗戶(hù)”,將共軛聚合物夾在兩個(gè)透明的丙烯酸板之間。

  秘訣:共軛聚合物層

  那薄薄的中間層是秘密的調味料。它旨在吸收特定波長(cháng)的光并將其引導到襯有太陽(yáng)能電池的面板邊緣。共軛聚合物是可以根據特定應用的特定化學(xué)或物理性質(zhì)進(jìn)行調節的化合物,例如導電膜或生物醫學(xué)設備的傳感器。

  萊斯實(shí)驗室的高分子化合物被稱(chēng)為PNV(用于聚萘二甲酸乙二烯乙烯酯),吸收并發(fā)出紅光,但是調節分子成分應使其能夠吸收多種顏色的光。訣竅在于,作為波導,它可以接收來(lái)自任何方向的光,但會(huì )限制光的離開(kāi)方式,將其集中到將其轉換為電能的太陽(yáng)能電池上。

  “這項研究的動(dòng)機是通過(guò)集成光伏技術(shù)來(lái)解決建筑物的能源問(wèn)題,”李說(shuō)。他是“智能玻璃”競賽的一部分,開(kāi)始了該項目?!澳壳?,太陽(yáng)能屋頂是主流解決方案,但是您需要將它們朝向太陽(yáng)以較大化其效率,而且它們的外觀(guān)也不是很令人滿(mǎn)意。

  “我們想,為什么我們不能制作彩色,透明或半透明的太陽(yáng)能集熱器,并將其應用于建筑物的外部?李說(shuō)。

  轉換LED的環(huán)境光

  誠然,賴(lài)斯團隊測試單元產(chǎn)生的果汁量遠遠少于普通商業(yè)太陽(yáng)能電池所收集的果汁,后者通常將約20%的陽(yáng)光轉化為電能。

  但是LSC窗口永遠不會(huì )停止工作。太陽(yáng)下山時(shí),他們愉快地將建筑物內部的光回收為電能。實(shí)際上,測試表明,即使日光強100倍,它們在轉換LED環(huán)境光方面也比直接日光轉換效率更高。

  “即使在室內,如果舉起一塊面板,邊緣也會(huì )看到很強的光致發(fā)光,”李說(shuō)。Li測試的面板在陽(yáng)光直射下的功率轉換效率高達2.9%,在環(huán)境LED光下的功率轉換效率高達3.6%。

  “將共軛聚合物用于此應用的部分問(wèn)題在于它們可能不穩定并迅速降解,”化學(xué)和生物分子工程以及材料科學(xué)和納米工程學(xué)教授Verduzco說(shuō)道?!暗墙陙?lái),我們在提高共軛聚合物的穩定性方面學(xué)到了很多,將來(lái),我們可以對聚合物進(jìn)行工程設計,以兼顧穩定性和所需的光學(xué)性能?!?/p>

  實(shí)驗室還模擬了面積達120平方英寸的面板的能量返回。他們報告說(shuō),這些面板將提供較少的能量,但仍將滿(mǎn)足家庭的需求。

  李指出,也可以對聚合物進(jìn)行調整,以轉換紅外和紫外光的能量,從而使這些面板保持透明?!吧踔量梢栽诿姘迳弦詧D案印刷聚合物,因此它們可以變成藝術(shù)品?!崩钫f(shuō)。

  原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_474122.html

  來(lái)源:賢集網(wǎng)

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