《未来的窗户和幕墙 能够利用太阳能发电》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-04-20
  • 过去10年来,太阳能发电发生了巨大飞跃。传统的硅基太阳能面板,致力于把屋顶转变为太阳能发电机。但对于人口密集的城市地区,需要收集摩天大楼够用的能源,屋顶的面积却十分有限。太阳能发电窗户的出现,则可以把城市高层建筑的窗户和幕墙转变为太阳能发电装置,所生产的电能将大大降低建筑物的能耗,实现“零碳”建筑的目标。

    近日,记者从南京大学了解到,该校现代工程与应用科学学院邓正涛教授团队在太阳能发电窗户研究领域获重要进展。团队采用一种新型的三苯基膦处理方法,制备了具有高光致发光量子效率、低重吸收、高稳定性的近红外发射铯铅碘量子点太阳能发电窗户原型器件,相关成果已于日前在线发表在国际顶级化学期刊《德国应用化学》。

    课题组成员向记者表示,在不久的将来,通过不断优化发光量子点材料,近乎透明的窗户和幕墙将会成为高效太阳能发电装置,可以在夏天为空调提供电力,在冬天给房间里的热水器供电,最终实现智能“零碳”建筑的目标。

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  • 《半透明太阳能电池——未来窗户的福音?》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-02-26
    • 数百年来,窗户无处不在,在我们的日常生活中发挥着不可或缺的作用,为我们的家园和工作场所提供自然光。但想象一下,如果我们的窗户能够发电,能够给你的手机充电,能够帮你烧热水,这会给我们的生活带来多少便利。 据不完全统计,仅在美国就有 50至70亿平方米的玻璃窗户,太阳能窗户将会为太阳能利用提供一个很好的方式。我们的研究也从这个方面出发,让电池板通过足够的光线,使太阳能的利用率更高,向绿色可循环能源的供电生活更进一步。 现在的一小片半透明电池,有可能在不远的将来发展成一块块窗户。(图片由 Matthew Wright 提供) 就目前来看,可再生能源的经济性越来越高。在澳大利亚和世界其他地区, 硅太阳能电池已经在屋顶市场占据主导地位。屋顶太阳能发电提供了一种越来越便宜和高效的发电方式。虽然这些屋顶很好,但这些硅模板不透明而且体积庞大。所以我们要发散思维,设计适合窗户的太阳能电池。 当我们将太阳能电池板放在屋顶上时,我们希望它吸收尽可能多的阳光,以便它可以产生最大的功率。但对于一个窗户而言,在吸收光线变成电力和透射光线之前不可避免地会存在折损。 所以我们要关注 太阳能电池板的关键参数 —— 平均可见光透射率( AVT )。 其代表着透过光通量与投射到窗户表面的光通量的百分比,这与红外线或紫外线等正好相反。 当然,我们既不希望太阳能窗户吸收太多的阳光,也不希望它透过太多的阳光,因此科学家们一直试图在高电效率和高AVT之间找到一个合适的点。 电压的问题 研究表明, 25 %的 AVT 通常被认为是太阳能窗户的门槛值。但是让四分之一的光线穿过太阳能电池会使电池很难产生大量的电流,这就是为什么半透明电池的效率迄今为止很低的原因。 但请注意, 电力的大小取决于两个因素:电流和电压 。我们的研究专注于提高电压,所以我们选择新的有机吸收材料,这些材料可在非透明电池中产生高电压。 当将这些有机材料放置在半透明太阳能电池中时,即使有大量的透射光通过窗户,电池的电压仍然能保持在较高的水平。这样虽然与不透明太阳能电池相比会使电流降低,但相对于先前的半透明电池,较高的电压会使太阳能电池具有更高的效率。 但随着这些问题被解决,新的问题又来了:用这些半透明电池板制备的窗户是什么样的呢? 透过太阳能窗户,你能看到什么? 如果你的朋友穿着红色衬衫,当你通过一个普通的窗户看到他们时,他们的衬衫毫无疑问应该是红色。 但是因为半透明的太阳能电池吸收了我们在可见光谱中看到的一些光线,所以我们需要更仔细地考虑这种显色性能。我们可以通过计算所谓的显色指数来测量半透明太阳能电池板如何准确地呈现图像。我们的研究表明,改变吸收层的厚度不仅会影响电池产生的电能,还会改变其准确描绘颜色的能力。 为了解决这一问题,研究人员找到了一种不同的前瞻性方法,这种方法可以产生很好的显色指数。研究人员将有机吸收材料替换成吸收可见光范围外太阳能的材料。这意味着半透明太阳能电池板将以正常的玻璃形式出现在人眼中,因为太阳能转换发生在红外范围内。 然而,这样做会严重限制电池的效率及太阳能转化为电力的能量。 对未来的展望 到目前为止,我们只是在一个小的原型规模上创建了我们的太阳能电池单元。在我们制造大型、高效率的太阳能窗之前,仍然存在几个障碍。具体来说,用于从这些电池收集电荷的透明电极是脆性的并且含有稀有元素,例如铟。 如果研究人员能够解决这些问题,大规模部署太阳能窗户将会成为可能,可再生能源的利用也能得到长足发展。所以虽然目前为止太阳能窗户还没有问世,但我们已经接近它们。
  • 《AES:未来5年全球太阳能发电投资高达6130亿美元》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-08-07
    • 美国最大的独立供电商爱依斯电力公司(AES)7月30日估计,2021年至2025年,全球将有多达6130亿美元投资于新的太阳能发电。 总部位于弗吉尼亚州阿灵顿市的AES在14个国家提供电力。AES是在宣布对一家澳大利亚太阳能技术公司5B进行50亿澳元的“战略投资”时给出上述估计的。 AES表示,5B和这家总部位于悉尼的公司的Maverick技术将使客户能够“以3倍的速度更快增加太阳能资源,同时在相同面积的传统太阳能设施上提供两倍多的能源。” 5B将Maverick技术描述为“世界上第一个预制的、低成本的、100%便携式的太阳能电池阵。” 7月30日,AES总裁兼首席执行官Andres Gluski在一份公司声明中表示:“与传统太阳能相比,使用5B技术的太阳能项目只需要三分之一的时间。” 2017年,AES收购了美国一家公用事业规模的太阳能开发商SPower。这笔8.53亿美元的收购使AES获得了1274兆瓦的公用事业规模的太阳能发电能力,以及处于不同开发阶段的10吉瓦的项目投资组合。 AES随后在2018年与西门子建立了合资伙伴关系,组建了一家名为Fluence的新公司,后者据悉随后建造或承包了2.1吉瓦的电池存储能力项目。 AES是全球快速增长的太阳能和太阳能储存市场中最活跃的开发商之一。 今年6月,AES被夏威夷电力公司选中,在瓦胡岛上开发和运营两个新的公用事业规模的太阳能+储存设施。其中一个项目是19.5兆瓦的太阳能光伏电站,具有35兆瓦时的太阳能储存能力,另一个项目是60兆瓦的设施,具有240兆瓦时的电池能源储存系统。