香港科技大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種基于透明光伏(TPV)和透明太陽能吸收器(TSA)的雙波段選擇性太陽能收集(SSH)窗戶。TSA用來將紫外(UV)或近紅外(NIR)光轉(zhuǎn)換成熱能。
他們解釋說:“收集的熱能是通過通風(fēng)空氣提取的,可以在寒冷季節(jié)為室內(nèi)空間供暖,或在炎熱季節(jié)減輕室內(nèi)制冷負(fù)載。我們證明了SSH窗戶的可見光透射率為42%,太陽能-電能轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了0.75%,且通風(fēng)空氣溫度升高10攝氏度。”
該研究小組使用基于銅銦硫化物和硫化鋅(CuInS2/ZnS)量子點(diǎn)(QD)的發(fā)光太陽能聚光器(TPV)作為外窗。它能夠收集紫外光,并將其傳送到位于透明基板邊緣的不透明光伏設(shè)備上用于發(fā)電。而TSA被用來制造產(chǎn)生并收集熱量的窗戶內(nèi)側(cè)。
該小組表示:“熱能主要從間隙內(nèi)的通風(fēng)空氣中提取,并用作各種用途,例如在寒冷季節(jié)為室內(nèi)空間供暖。”
這些學(xué)者通過將TPV元件與內(nèi)側(cè)的TSA組裝在一起,制作了一個(gè)30厘米x30厘米x2.4厘米的原型。他們聲稱,該設(shè)備表現(xiàn)出顯著的可見光透射率,且每平方米能產(chǎn)生6瓦電力和大約150瓦的熱能。
他們表示:“熱能是發(fā)電量的25倍,這表明收集熱能對(duì)于建筑集成太陽能收集窗戶來說是最重要的。通過空氣通風(fēng)收集熱能,在建筑空間供暖應(yīng)用的典型操作條件下,總體有效效率估計(jì)可逾30%。”
他們?cè)谧罱l(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》上的“用于全光譜利用的選擇性太陽能收集窗戶(SelectiveSolarHarvestingWindowsforFull-SpectrumUtilization)”一文中闡述了這項(xiàng)研究成果。
他們說:“與普通玻璃相比,SSH窗戶每年可以節(jié)省高達(dá)61.5%的采暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)能耗,且其發(fā)電量占到年節(jié)能量的19.1%。”
原標(biāo)題:太陽能窗戶產(chǎn)生電能和熱能