低光太陽(yáng)能電池如何助于脫碳

低光太陽(yáng)能電池如何助于脫碳

隨著最新一代家用設(shè)備越來越多地連接和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，染料敏化太陽(yáng)能電池終于可以實(shí)現(xiàn)其潛在的前景，并幫助減少數(shù)十億制成品的碳足跡。

隨著太陽(yáng)能光伏變得越來越普遍，世界對(duì)它如何將光轉(zhuǎn)化為電能有了更好的了解。從大到足以為整個(gè)城鎮(zhèn)供電的太陽(yáng)能電池板，到足以為手機(jī)充電的便攜式太陽(yáng)能電池板，各家企業(yè)都在不斷探索和拓展，如何以更可持續(xù)的方式利用光為日常生活提供動(dòng)力。

染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)就是一個(gè)很好的例子。它們最初是在20世紀(jì)80年代末被開發(fā)出來的，用來模擬光能的自然吸收，并將任何可見光(不僅僅是直射陽(yáng)光)轉(zhuǎn)化為電能。然而，盡管生產(chǎn)成本相對(duì)較低，但染料敏化電池的功率密度與傳統(tǒng)的硅太陽(yáng)能技術(shù)相比并不具有競(jìng)爭(zhēng)力，因此在30年的時(shí)間里，DSSC只是一種新鮮事物。

然而，真正有希望的是此類設(shè)備在弱光條件下的性能，如室內(nèi)或有陰影的室外位置，即使那些早期的DSSC的性能并不比用于太陽(yáng)能計(jì)算器的非晶硅電池好多少?？爝M(jìn)到現(xiàn)今，化學(xué)和設(shè)計(jì)方面的突破性進(jìn)步使低光太陽(yáng)能電池更加高效，并提供更高的功率密度，開辟了新的市場(chǎng)可能性。

時(shí)機(jī)再好不過了。社會(huì)對(duì)連接設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的依賴導(dǎo)致了數(shù)十億消費(fèi)電子設(shè)備和傳感器的制造。這引起了人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)環(huán)境影響的擔(dān)憂，因?yàn)檫@些設(shè)備中的一次性電池會(huì)大大增加電子垃圾和碳排放。然而，低光電池顯示了太陽(yáng)能行業(yè)如何在這類電器中引領(lǐng)一個(gè)新的脫碳領(lǐng)域。

弱光功率

近一半的物聯(lián)網(wǎng)傳感器安裝在建筑物內(nèi)，在建筑物內(nèi)，可變的弱光條件是常態(tài)。諸如那些非晶硅計(jì)算器電池之類的光伏技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)世界，弱光操作條件下無法產(chǎn)生足夠的功率來為連接的設(shè)備供電。與此同時(shí)，砷化鎵電池等高性能、低光照的光伏技術(shù)價(jià)格高昂，只適用于空間衛(wèi)星和研究應(yīng)用，而不適用于大眾電子產(chǎn)品。

現(xiàn)今的低光太陽(yáng)能電池，可以從間接光和人造光中獲取能量，為無數(shù)的設(shè)備創(chuàng)造無盡的電源。室內(nèi)光和室外弱光環(huán)境是動(dòng)態(tài)的，通常比假設(shè)的要昏暗。因此，它們需要突破性的功率密度來提供可靠的性能。以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格實(shí)現(xiàn)高功率染料敏化太陽(yáng)能電池，不僅為設(shè)備制造商提供了新的可持續(xù)發(fā)展機(jī)會(huì)，也為設(shè)備工程師在一次性電池供電設(shè)備上無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)可能性打開了大門。

供應(yīng)鏈脫碳

屋頂太陽(yáng)能已經(jīng)成為企業(yè)通過現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電來抵消建筑運(yùn)營(yíng)排放的一種有效、方便的解決方案。雖然這有效地減少了所謂的“范圍1”和“范圍2”的碳排放，但將太陽(yáng)能安裝在工廠屋頂上與建筑內(nèi)生產(chǎn)的實(shí)際產(chǎn)品之間仍然存在脫節(jié)。重新審視產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)方式，以及相關(guān)的“范圍3”排放，太陽(yáng)能行業(yè)不僅可以提供大規(guī)模發(fā)電，還可以成為日常生活的電力來源。

例如，當(dāng)涉及到電子設(shè)備時(shí)，制造商在利用太陽(yáng)能的優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)鏈上做出的一個(gè)合乎邏輯的改變是淘汰一次性電池。

以遙控器為例。德國(guó)電池制造商Varta估計(jì)，每節(jié)AAA級(jí)電池的溫室氣體排放量相當(dāng)于61克二氧化碳。大多數(shù)遙控器需要兩節(jié)AAA電池，平均使用壽命為一年左右。遙控器的平均使用壽命是7年，在此期間需要14塊電池。

根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署的數(shù)據(jù)，僅在美國(guó)，每年就有大約30億塊電池被售出，平均每個(gè)家庭32塊，或每人10塊。典型的消費(fèi)者擁有兩節(jié)紐扣電池和10節(jié)A,AA,AAA,C,D或9V干電池，每年扔掉8節(jié)家用電池。即使在環(huán)保意識(shí)很強(qiáng)的加州，也只有0.55%的堿性電池被回收。

除了在垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生大量有害廢物外，電池的生產(chǎn)和處理本身也有很大的碳足跡。通過從日常光線中獲取能量，使用低光照太陽(yáng)能電池取代一次性電池，制造商可以更快地實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，特別是通過減少范圍3的供應(yīng)鏈排放。

陽(yáng)光之外的太陽(yáng)能

電源是一種元資源，因?yàn)楫?dāng)今的現(xiàn)代世界都圍繞著消費(fèi)電子設(shè)備和設(shè)備。在未來十年，還有數(shù)十億的設(shè)備和無線傳感器進(jìn)入市場(chǎng)。然而，可靠、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)地為這些設(shè)備供電的挑戰(zhàn)繼續(xù)限制了物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展。

能量收集技術(shù)是一項(xiàng)變革性的、一代一次的、改變世界的進(jìn)步，低光太陽(yáng)能電池使太陽(yáng)能行業(yè)再次處于強(qiáng)大的地位，引領(lǐng)大規(guī)模的脫碳。

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