【中玻網(wǎng)】在能源緊張的今天，研究人員相中了免費而無處不在的太陽能。如果你看過世界太陽能車挑戰(zhàn)賽，就會發(fā)現(xiàn)幾乎車身的每寸暴露，都鋪上了黑壓壓的太陽能電池板。有趣的是，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》較近撰文，稱研究透明太陽能電池板成為了一項熱捧技能。看來在未來，為了增加電動汽車的續(xù)航，窗戶和擋風(fēng)玻璃的面積，也是一點兒都不能浪費呢！
　　
　　日常生活中，玻璃材料隨處可見。你只需抬頭隨意掃一眼，就會發(fā)現(xiàn)建筑外墻、車輛窗戶和前后擋風(fēng)，甚至移動設(shè)備屏幕，都是由這些透明材料組成。在能源緊張的今天，如果你聽說研究人員要用透明太陽能電池板代替這些表面，也就不會覺得是什么奇聞軼事了。
　　
　　制造太陽能電池的大多數(shù)材料都是不透明的，但如果把太陽能電池板做成透明效果，安裝到建筑和移動設(shè)備上，就能在晴好的日子發(fā)電儲能。而且當(dāng)你望向窗外，或者使用智能手機(jī)時，玻璃式的太陽能電池板能被視線穿透，讓人們依舊可以欣賞窗外景色和屏幕后的圖文。
　　
　　簡單來說，無論透明與否，太陽能電池的發(fā)電原理都是一樣的：太陽能電池板吸收光照輻射后，表層材料的電子被激活，在電較的作用下可以發(fā)生電子躍遷，產(chǎn)生電流回路。
　　
　　那么，為了既透明又能發(fā)電，目前可選的一個方案是，讓太陽能電池板只吸收人眼不可見光波，例如紅外線和紫外線光譜，同時讓可見光穿透電池板。以前從屬于麻省理工學(xué)院、2011年脫離學(xué)院自立門戶的一家公司，目前就在捉摸這項技術(shù)。他們涉及的研究內(nèi)容，就是利用透明、可吸收紅外線和紫外線的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料，來研發(fā)制造太陽能電池。
　　
　　不過要考慮的問題是，太陽能電池板的透明程度越高，發(fā)電效率就越低。至少在使用硅這種半導(dǎo)體材料生產(chǎn)太陽能電池的嘗試中，透明度和發(fā)電量呈反比的規(guī)律，是得到普遍驗證的。不過太陽能這種能源形式普遍存在，一些人認(rèn)為，即便只能轉(zhuǎn)化其中的部分光，效率還是比較樂觀的。和不透明太陽能板20%到25%的轉(zhuǎn)化效率相比，僅利用不可見光也能得到超過10%的準(zhǔn)化率。
　　
　　去年，早前在麻省理工大學(xué)任職的Richard Lunt教授在密歇根州立大學(xué)組建了一個團(tuán)隊。Richard Lunt展示了團(tuán)隊的一些研究進(jìn)展，可以利用一種較小的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系微粒實現(xiàn)太陽能板透明化的效果，教授把這種材料形容成“人眼可察的透明”。
　　
　　這些材料分子吸收陽光中特定波長的不可見光，轉(zhuǎn)化為一種特殊的會發(fā)熱的紅外光。這種紅外光人眼不可見，會被引導(dǎo)至玻璃材料的邊界，由薄薄的太陽能電池轉(zhuǎn)化為電能。這種排布被稱為“太陽能冷光集中器”，可以讓大多數(shù)的玻璃無障礙變成太陽能發(fā)電組分?？壳鞍娈a(chǎn)品能源轉(zhuǎn)化率只有1%，但是這種材料研究還在早期，研究人員期望會在逐漸迭代中獲得可觀的效率增長。
　　
　　“用可吸收不可見光波的材料來制造太陽能薄膜是可行的，如果價格低廉，在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用，將會帶來巨大的變革”。薄膜電池和太陽能光電納米技術(shù)能力中心是一家柏林工業(yè)研究籌備，其總監(jiān)Rutger Schlatmann表達(dá)了上述看法。但同時他也指出，目前帶來大部分產(chǎn)能的，還是可見光。這意味著無論上述技術(shù)多么先進(jìn)，只能有效轉(zhuǎn)化不可見光的透明太陽能電池板能，永遠(yuǎn)無法KO捕捉大量可見光的傳統(tǒng)太陽能板。
　　
　　如果有避光需要，半透明的太陽能電池板可以生產(chǎn)成有色或染色玻璃樣式。一家坐落于東德德累斯頓的公司——Heliatek，就在使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系材料制造太陽能薄膜，轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到40%。其中，他們能把有色的太陽能電池板安裝在建筑和汽車的遮陽頂棚發(fā)電，光電轉(zhuǎn)化率為7%。
　　
　　還有一個吸引了很多人興趣的方案是，使用名為鈣鈦礦的族系材料，把半透明的太陽能電池板做成價格低廉的卷筒形狀。Rhode Island團(tuán)隊來自普羅維登斯的布朗大學(xué)，他們較近宣布，已經(jīng)利用鈣鈦礦晶體制造出了超薄的太陽能薄膜電池，可達(dá)15%的發(fā)電能效。
　　
　　牛津太陽能光電公司自2010年脫離牛津大學(xué)，準(zhǔn)備商業(yè)化量產(chǎn)太陽能薄膜電池，預(yù)估使用鈣鈦礦材料的發(fā)電效果可以超過20%。公司預(yù)測，如果將倫敦的一幢35層辦公樓覆蓋這種太陽能電池板，發(fā)電量可以供應(yīng)整幢大樓所需電量的60%。遇到電費高或者電池用光的時候，任何來源的電量補(bǔ)充都顯得非常寶貴。