玻璃也能發(fā)電？美能源公司正推動(dòng)建筑玻璃與光伏面板合二為一

極客網(wǎng)·新能源3月10日 自從光伏發(fā)電技術(shù)誕生以來(lái)，光伏行業(yè)的科學(xué)家和企業(yè)家便致力于研究像普通玻璃那樣透明的光伏面板，推動(dòng)建筑和光伏一體化。從超薄硅到鈣鈦礦，雖然業(yè)界嘗試采用多種材料開(kāi)發(fā)透明光伏玻璃，但此前并沒(méi)有成功的案例。不過(guò)近日Ubiquitous Energy公司卻宣稱，采用有機(jī)半導(dǎo)體技術(shù)開(kāi)發(fā)的透明光伏玻璃可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。   

有機(jī)半導(dǎo)體是一種天然的電絕緣體，在摻雜適當(dāng)?shù)碾姌O或在陽(yáng)光下時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量或“帶電”。有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)就是人們所知的一種有機(jī)半導(dǎo)體，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在新型顯示設(shè)備中。有機(jī)半導(dǎo)體在溶解之后可以像墨水一樣打印，然后在玻璃基板薄薄地鋪上一層，這樣的光伏玻璃看起來(lái)比晶體硅光伏面板透明得多，使其成為制作“光伏窗戶”的合適產(chǎn)品。 

不過(guò)，采用這種技術(shù)的光伏窗戶發(fā)電量并不大。據(jù)Ubiquitous Energy估計(jì)，一扇采用這種涂層的15平方英尺（3×5）的窗戶，每天生產(chǎn)的電力只有0.2度。盡管如此，考慮到擁有數(shù)千扇窗戶的高層建筑可能沒(méi)有足夠的空間安裝屋頂光伏面板，這種充分利用窗戶的方案或許也是值得考慮的。

一些示范項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始使用這種采用有機(jī)半導(dǎo)體制作的光伏窗戶。Ubiquitous Energy更是預(yù)計(jì)這樣的光伏窗戶將在未來(lái)幾年進(jìn)入建筑市場(chǎng)。 

NEXT Energy公司的光伏玻璃已投入試點(diǎn)

2023年初，戶外運(yùn)動(dòng)品牌Patagonia宣布在其位于加利福尼亞州文圖拉的公司總部安裝光伏窗戶，以進(jìn)一步兌現(xiàn)該公司對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾。該公司在總部建筑朝南的22個(gè)窗口安裝了采用NEXT Energy技術(shù)公司的透明光伏涂層的光伏窗戶，產(chǎn)生的電力用于為員工的手機(jī)和其他設(shè)備充電。 

為Patagonia提供的光伏窗戶是NEXT Energy的第一個(gè)主要示范項(xiàng)目，該公司是從加州大學(xué)圣巴巴拉分校的有機(jī)半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)分離出來(lái)的。NEXT Energy CTO Corey Hoven說(shuō)，“在商業(yè)建筑上安裝光伏窗戶可以在需要的時(shí)候、需要的地方提供電力，降低電網(wǎng)的負(fù)荷。”

“我們希望在不破壞供應(yīng)鏈的情況下進(jìn)入市場(chǎng)。通常情況下，窗戶制造商從平板玻璃制造商采購(gòu)玻璃。我們的合作伙伴是窗戶制造商，由于他們制造光伏窗戶。這樣用戶就可以從值得信賴的窗戶制造商那里購(gòu)買光伏窗戶，而不必重塑供應(yīng)鏈?！彼a(bǔ)充道。

據(jù)報(bào)道，NEXT Energy的技術(shù)是在一塊玻璃上涂覆透明光伏涂層，然后采用另一塊玻璃將該涂層密封起來(lái)。由有機(jī)半導(dǎo)體組成的涂層，將從紅外線和紫外線中收集能量。人們通常不會(huì)意識(shí)到這種窗戶是光伏窗戶，因?yàn)檫@一涂層是“幾乎”是看不見(jiàn)的。

Hoven表示，“這個(gè)市場(chǎng)將有大量的機(jī)會(huì)。目前我們正在以傳統(tǒng)方式安裝光伏窗戶，但今后還有更多的機(jī)會(huì)，例如應(yīng)用在整棟建筑的外墻安裝。NEXT Energy將繼續(xù)尋求合作伙伴，并在2023年安裝更多試點(diǎn)項(xiàng)目?！?/p>

“美國(guó)政府通過(guò)的《削減通脹法案》對(duì)于光伏行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)巨大影響。建筑物的外墻現(xiàn)在也可以作為一種光伏系統(tǒng)，這是一個(gè)巨大的進(jìn)步。我們現(xiàn)在已經(jīng)超越在地面或屋頂安裝光伏系統(tǒng)的階段，未來(lái)將制造更美觀的光伏系統(tǒng)。”他補(bǔ)充道。

Ubiquitous Energy到2025年將規(guī)模量產(chǎn)光伏玻璃 

開(kāi)篇提到的Ubiquitous Energy是11年前從麻省理工學(xué)院拆分出來(lái)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的，該公司研究人員正在探索如何使光伏發(fā)電設(shè)施更輕、更靈活。通過(guò)光譜工程和有機(jī)光伏技術(shù)，Ubiquitous Energy開(kāi)發(fā)了一種完全透明的無(wú)色涂層，并已在科羅拉多州博爾德市的住宅安裝試點(diǎn)這種光伏窗戶。

據(jù)悉，Ubiquitous Energy的光伏窗戶已經(jīng)安裝到密歇根州立大學(xué)、科羅拉多州博爾德市的一座商業(yè)大樓、位于俄亥俄州的NSG Pilkington等建筑上。Ubiquitous Energy戰(zhàn)略副總裁Hardev表示，公司開(kāi)發(fā)這一技術(shù)已經(jīng)得到了驗(yàn)證，下一階段將是向世界各地的制造商授權(quán)，加速在全球范圍的推廣。”

Hardev指出，雖然近年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)了許多半透明光伏產(chǎn)品，但Ubiquitous Energy的產(chǎn)品是完全透明的光伏玻璃。當(dāng)人們從光伏窗戶向外看，看不到任何顏色或摻雜物，就像使用普通窗戶一樣，完全看不出有什么兩樣。

 “我們的產(chǎn)品的電源轉(zhuǎn)換效率高達(dá)10%，這與傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)的效率不相上下。我們的技術(shù)與薄膜光伏發(fā)電技術(shù)的表現(xiàn)非常相似，在偏角或漫射光的條件下表現(xiàn)也非常好。”Hardev介紹，“公司正在繼續(xù)籌集資金啟動(dòng)一條專用生產(chǎn)線，希望在今年年底前破土動(dòng)工，并在2025年下半年為住宅和商業(yè)建筑提供產(chǎn)品?！?/p>

綜上可見(jiàn)，光伏窗戶并不會(huì)產(chǎn)生像傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)那樣多的電力，但隨著在越來(lái)越多的商業(yè)建筑安裝光伏窗戶，仍不失為一種替代屋頂或地面光伏系統(tǒng)的選擇。尤其是在寸土寸金的城市商業(yè)區(qū)，這樣的融合或?qū)⒊蔀槠髽I(yè)踐行綠色發(fā)展的上佳選擇！

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