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透明太阳能电池板：改革未来能源供应！

返回列表 来源：发布日期： 2022.07.12 浏览次数：

新的太阳能电池板技术将改变全球太阳能格局。其中一些有前途的技术已经处于开发的高级阶段，并且可能很快就会投放市场。有了这些创新，太阳能将不再需要大面积的地块或难看的屋顶空间。（例如，美观且高效的太阳能屋顶板已经在创造有吸引力的太阳能屋顶。）

什么是透明太阳能电池板？

光伏玻璃可能是最前沿的新型太阳能电池板技术，有望成为扩大太阳能范围的游戏规则改变者。这些是透明的太阳能电池板，可以从办公室、家庭、汽车天窗甚至智能手机的窗户直接发电。百叶窗是建筑物窗户的另一部分，可以发电（我们将在后面的部分讨论）。

密歇根州立大学 (MSU) 的研究人员最初在 2014 年制造了第一个完全透明的太阳能集中器。这种透明的太阳能电池板几乎可以将任何玻璃板或窗户变成光伏电池。到 2020 年，美国和欧洲的研究人员已经实现了太阳能玻璃的完全透明化。

这些透明太阳能电池板可以轻松部署在各种环境中，从带有大窗户的摩天大楼到手机、笔记本电脑或电子阅读器等移动设备。由于这些太阳能窗户可以简单地取代办公室和家庭中的传统玻璃窗，因此该技术具有将美国和世界上的每一栋建筑几乎变成太阳能生产商的潜力。

太阳能电池板窗户如何工作？

透明太阳能电池板本质上是一个违反直觉的想法，因为太阳能电池必须吸收阳光（光子）并将其转化为电能（电子）。当太阳能玻璃是透明的时，阳光会穿过介质，破坏了利用阳光的目的。然而，这种新的太阳能电池板技术正在改变太阳能电池吸收光的方式。

该电池选择性地利用肉眼不可见的一部分太阳光谱，同时允许正常可见光通过。为了实现这一技术奇迹，研究人员开发了透明发光太阳能聚光器 (TLSC)，而不是试图通过制造透明光伏玻璃电池来完成不可能的事情。

有机盐吸收紫外线和红外线，并发射红外线——发生在可见光谱之外的过程，因此它看起来是透明的TLSC 由有机盐组成，旨在吸收特定的不可见 UV 和红外光波长，然后作为另一种不可见波长发光（发光）。然后这个新波长被引导到窗户塑料的边缘，薄的光伏太阳能电池条将其转化为电能。

一旦透明太阳能电池板开始大规模生产，研究人员估计 TLSC 应该能够提供约 10% 的效率。这似乎不是一个惊天动地的数字，但在国家或全球范围内，当家庭或办公楼的几乎每一扇窗户都由透明的太阳能电池板组成时，结果可能是变革性的。

随着透明太阳能电池板的大规模生产和部署成本下降，这种非侵入式技术可以从商业和工业应用扩展到手持消费设备，同时保持非常实惠。

透明太阳能电池板的类型

就像目前使用不同技术（特斯拉的太阳能瓦片和其他技术）生产太阳能屋顶板一样，太阳能窗户也在使用不同的技术进行开发。两种主要类型的透明太阳能电池板包括部分透明和全透明面板。

（1）部分透明的太阳能电池板

一家德国制造商 Heliatek Gmb 开发了这种部分透明的太阳能电池板，它可以吸收大约 60% 的阳光。与传统的太阳能光伏电池相比，部分透明的太阳能电池板的效率较低，为 7.2%。然而，通过调整阳光透射和吸收之间的平衡，可以增加太阳能发电量。

例如，在朝南的玻璃建筑中，减少透射光通常很重要（许多此类办公楼已经使用有色玻璃）。在这些位置，部分透明的太阳能电池板可以很好地工作。

（2）全透明太阳能电池板

如本报告开头所述，密歇根州立大学的研究人员已经取得了突破，可以生产类似于普通玻璃的全透明光伏玻璃面板。研究人员估计，一旦开始商业生产，这些完全透明的太阳能电池板的效率将高达 10%。

在这里了解至关重要的是，当谈到太阳能电池板窗户时，面板的效率并不是全部和全部。实际上，效率较低的太阳能窗户仅意味着与效率更高的面板相比，窗户的尺寸必须更大，才能产生相同的电量。

一旦完全透明的太阳能电池板被集成到建筑物的大窗户中，其较低的效率必然会因其潜在的部署规模而被过度补偿。

太阳能板百叶窗：一种易于实施的太阳能窗技术

太阳能板百叶窗是利用窗户发电时对透明太阳能玻璃/面板的补充。太阳能电池板旨在收集阳光以产生能量，而百叶窗的基本功能是阻挡阳光直射进入内部。

太阳能板百叶窗巧妙地结合了这两种不同的功能。一家名为 SolarGaps 的创新创业公司推出了太阳能电池板百叶窗，声称可以将能源成本降低多达 70%。对于每 10 平方英尺的窗户空间，这些太阳能百叶窗可以产生 100 瓦的电力（你可以用这么多的电力为三台笔记本电脑供电）。

这些太阳能百叶窗可以安装在室内或室外，您可以使用应用程序控制它们的角度和位置，该应用程序还会通知您发电数据。它包括一个设置，可根据太阳的位置自动优化百叶窗的角度。

透明太阳能电池板研究和制造的先驱：密歇根州立大学和麻省理工学院的研究人员以及 Ubiquitous Energy、Physee 和 Brite Solar 等制造商都是推广这种新型太阳能电池板技术的先驱。

无处不在的能源

Ubiquitous Energy与领先的玻璃制造商 NSG Group 合作，正在开发 Ubiquitous 独特的 ClearView Power 技术，以将透明太阳能电池板集成到建筑玻璃窗中。ClearView Power 的透明太阳能涂层可以在正常的玻璃制造过程中直接应用于建筑窗户。该技术还通过阻挡红外太阳热能提高建筑物的能源效率。当通过透明的太阳能电池板与太阳能发电相结合时，它可以导致净零能耗建筑。该公司已经宣布，ClearView Power 的透明太阳能电池已达到 9.8% 的电能转换效率。

物理层

Physee是一家欧洲制造商，它推出了一种名为 PowerWindow 的先进产品。事实上，它是目前世界上唯一安装的透明太阳能电池板（占地 300 平方英尺，位于荷兰银行大楼内）。 Physee 的 PowerWindow 利用安装在窗玻璃边缘的小型太阳能电池板来发电。虽然这些太阳能窗户还不能成为建筑物的独立电源，但该公司有信心迅速提高其透明面板的规模和效率。