美国研发太阳能窗户,未来建筑物有望自己发电

26 08月 2020

2020-08-26 14:50

最近美国密西根大学研发出效率达8%的碳基有机太阳能板，让摩天大楼自发电将不再是梦想。

有机太阳能是用聚合物或有机生物来当作太阳能发电材料，具有轻薄、低成本、易回收、可挠等优势，是再生能源新星，未来有机会应用在电动车、飞机机翼、建筑物、玻璃甚至是衣服上，发展潜力不容小觑。

有机太阳能可依据不同的电池材料与基板，制成半透明或是全透明，因此就能应用在建筑整合太阳能中，带领团队的Stephen Forrest教授指出，每栋建筑物一定会有窗户，这就是有机太阳能的理想发展方向──有鉴他们效率跟透明度都很高──这是硅晶太阳能无法达到的境界。

通常窗户玻璃隔热膜多少会强调有着红外线阻隔、抗UV等功能，防止阳光热能进入室内，降低房间温度，电机工程与计算机科决助理研究员Yongxi Li表示，团队研发的透明太阳能电池，希望能在维持透光情况，维持高电压、高电流、低电阻等性能。

团队以有机物与碳基设计，最终研发出转换效率达8.1%、透明度落在43.3%的太阳能电池，虽然颜色有点泛绿，但团队认为整体看来更像太阳眼镜跟汽车遮阳的灰色，同时团队也有研发另一个版本的铟锡氧化物透明太阳能电池，还用银电极将转换效率提高到10.8%，透光度也增加到45.8%，只是如下图，电池更为偏绿。

团队研发的8.1%透明太阳能电池光利用效率(light utilization efficiency)约在2-3%，而颜色更绿的铟锡氧化物电池的光利用率为3.5%，若采用银电极后光利用率则可增加到5%，密西根大学团队指出，这两种太阳能电池不仅毒性低、可大规模制造，还能依照建筑所在纬度进行量身订做。

目前团队还在改良电池，下一个目标是研发光利用效率7%、寿命长达10年的电池，同时也正研究装置透明太阳能电池的经济可行性。