太陽能電池的制備需要在兩片導電玻璃之間,夾上一層功能性單壁碳納米管
想象一個世界,在那里,高層寫字樓的窗戶都是強大的發電工具,給它的居民帶來的,不僅僅是新鮮的空氣,光照和景觀。
過去四年來,澳大利亞弗林德斯大學(Flinders University)的研究人員一直在進行研究,要把這個夢想變成現實,現在,概念中的太陽能發電窗戶就會到來,在不遠的將來,就會出現在你身旁。
這部分內容屬于馬克•比塞特(Mark Bissett)博士剛剛完成的博士論文,他來自化學和物理科學學院,開發出一種革命性的太陽能電池,采用的是碳納米管。
有一項很有前途的替代技術,可以取代傳統硅基太陽能電池,這就是碳納米管,它的制造成本更低,而且使用更有效,勝過耗能的硅產品。
“太陽能發電其實是最昂貴的一種可再生能源,事實上,我們在人們屋頂上看到的硅太陽能電池,生產都非常昂貴,而且需要大量的電力進行凈化,”比塞特博士說。
“硅太陽能電池的整體效率約10%,即使以最佳效率運行,也需要8到15年,才能抵償制造它們所耗費的能源,這首先是因為,它們的制造需要使用化石燃料,”他說。
比塞特博士說,這種新的低成本碳納米管是透明的,這意味著,它們可以“噴”到窗戶上,不會擋光,同時它們也很柔韌,可以編織成各種材料,包括面料,這一概念有些廣告公司正在探索。
雖然太陽能窗戶發電量仍然不足,不能完全滿足標準寫字樓用電,但是,比塞特博士說,它們仍然有許多財務和環境優勢。
“在新的建筑物中,或者是換新窗戶以后,把透明的太陽能電池添加到玻璃上,只需要較少的成本,因為玻璃、窗框和安裝成本大體相同,用不用太陽能組件都一樣,”比塞特博士說。
“這基本上就像給窗戶著色,除非它們已經能夠發電,考慮到寫字樓都沒有很多的樓頂空間,用于安裝太陽能電池板,因此,明智的做法就是利用它們的大量窗戶,這是它們確實有的。”
比塞特博士說,這項技術模仿光合作用,這一過程可使植物獲得來自太陽的能量。
“太陽能電池的制備需要兩片導電玻璃,夾上一層功能性的單壁碳納米管,就夾在玻璃片之間,”他說。
“當光線照射電池時,碳納米管內會生成電子,這些電子可用于驅動電氣設備。”
雖然小型樣機已在實驗室開發出來,但他表示,下一步測試這些電池,要進入“產業化階段”。
如果一切按計劃進行,那這種材料會在10年內進入市場。
“我們第一次開始這項研究時,還不知道它是否管用,因為我們是世界上首次進行這一嘗試,所以,這是非常令人興奮的,我們已經證明了這一概念,而且希望,在數年的時間內就可以進行市售。”比塞特博士說。
比塞特博士獲得了弗林德斯大學首屆最佳學生論文獎,現在,這是每年一度的評獎,旨在表揚全校優異的學生科研。
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