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太阳能电池把窗户变成发电机

2012-03-22 10:21
小伊琳
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  想象一个世界,在那里,高层写字楼的窗户都是强大的发电工具,给它的居民带来的,不仅仅是新鲜的空气,光照和景观。

  过去四年来,澳大利亚弗林德斯大学(Flinders University)的研究人员一直在进行研究,要把这个梦想变成现实,现在,概念中的太阳能发电窗户就会到来,在不远的将来,就会出现在你身旁。

  这部分内容属于马克•比塞特(Mark Bissett)博士刚刚完成的博士论文,他来自化学和物理科学学院,开发出一种革命性的太阳能电池,采用的是碳纳米管。

  有一项很有前途的替代技术,可以取代传统硅基太阳能电池,这就是碳纳米管,它的制造成本更低,而且使用更有效,胜过耗能的硅产品。

  “太阳能发电其实是最昂贵的一种可再生能源,事实上,我们在人们屋顶上看到的硅太阳能电池,生产都非常昂贵,而且需要大量的电力进行净化,”比塞特博士说。

太阳能电池的制备需要在两片导电玻璃之间,夹上一层功能性单壁碳纳米管

  “硅太阳能电池的整体效率约10%,即使以最佳效率运行,也需要8到15年,才能抵偿制造它们所耗费的能源,这首先是因为,它们的制造需要使用化石燃料,”他说。

  比塞特博士说,这种新的低成本碳纳米管是透明的,这意味着,它们可以“喷”到窗户上,不会挡光,同时它们也很柔韧,可以编织成各种材料,包括面料,这一概念有些广告公司正在探索。

  虽然太阳能窗户发电量仍然不足,不能完全满足标准写字楼用电,但是,比塞特博士说,它们仍然有许多财务和环境优势。

  “在新的建筑物中,或者是换新窗户以后,把透明的太阳能电池添加到玻璃上,只需要较少的成本,因为玻璃、窗框和安装成本大体相同,用不用太阳能组件都一样,”比塞特博士说。

  “这基本上就像给窗户着色,除非它们已经能够发电,考虑到写字楼都没有很多的楼顶空间,用于安装太阳能电池板,因此,明智的做法就是利用它们的大量窗户,这是它们确实有的。”

  比塞特博士说,这项技术模仿光合作用,这一过程可使植物获得来自太阳的能量。

  “太阳能电池的制备需要两片导电玻璃,夹上一层功能性的单壁碳纳米管,就夹在玻璃片之间,”他说。

  “当光线照射电池时,碳纳米管内会生成电子,这些电子可用于驱动电气设备。”

  虽然小型样机已在实验室开发出来,但他表示,下一步测试这些电池,要进入“产业化阶段”。

  如果一切按计划进行,那这种材料会在10年内进入市场。

  “我们第一次开始这项研究时,还不知道它是否管用,因为我们是世界上首次进行这一尝试,所以,这是非常令人兴奋的,我们已经证明了这一概念,而且希望,在数年的时间内就可以进行市售。”比塞特博士说。

  比塞特博士获得了弗林德斯大学首届最佳学生论文奖,现在,这是每年一度的评奖,旨在表扬全校优异的学生科研。

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