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華南理工大學研發(fā)新型玻璃薄膜既發(fā)電又隔熱

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年04月21日  

近日,華南理工大學教授葉軒立團隊聯(lián)合教授黃飛團隊開發(fā)出一種同時具備發(fā)電和隔熱效果的半透明薄膜太陽電池。這類電池薄膜不僅具有高效的光電轉(zhuǎn)換效率,而且其隔熱效果也極為優(yōu)異。研究顯示,這種同時具備發(fā)電和隔熱效果的太陽能電池薄膜理論上可使住戶節(jié)省超過五成的用電量,有望大幅提升家庭用電的能效水平。相關(guān)研究近期已發(fā)表在美國《焦耳》雜志上。


該團隊創(chuàng)新性地選擇了一類吸收邊延伸至900納米的窄帶隙非富勒烯受體作為在光吸收層中捕獲近紅外光的關(guān)鍵組分。近紅外光子的吸收不僅可使太陽電池產(chǎn)生額外的光電流,同時也賦予此電池器件隔熱功能。


另外,超薄金屬銀電極也對紅外光具有反射作用,可幫助重新反射部分近紅外光回到吸光層,進一步增強器件的光電轉(zhuǎn)換效率及隔熱效果。為了盡可能多地吸收利用近紅外光,還可在銀電極后添加光學調(diào)控層。


華南理工大學發(fā)光材料與器件國家重點實驗室教授葉軒立說,他們將有機光伏材料制成半透明、輕質(zhì)的膜,使玻璃成為發(fā)電機和熱絕緣體。這種薄膜的隔熱率可在75%到90%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),與市場中優(yōu)質(zhì)的太陽隔熱膜水平相當。


團隊通過使用高折射系數(shù)材料和低折射系數(shù)材料交替沉積,形成光學調(diào)控微腔,可在保持整體器件可見光透過率不變的條件下,進一步降低紅外光透過率,從而再次增強太陽電池器件薄膜的隔熱效果。


此外,在低光強照射下,這種薄膜的光電轉(zhuǎn)換效率反而更高,因此還有望利用夜晚的室內(nèi)燈光產(chǎn)生可觀電能。研究人員說,這種功能材料還處于開發(fā)初期,但有望為有機光伏材料的應(yīng)用開辟新空間。


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