能發電的新型玻璃，可惜還沒商業化

你以前可能見過那種導電的窗戶，能一鍵遮陽。現在 Lawrence Berkeley National Laboratory (勞倫斯伯克利國家實驗室)正在進一步推進這個概念，製造一種光電窗戶，不僅能遮陽還能同時發電，不僅能發電，還能為整棟樓供電，還能給你的電動車充電。

credit：Lawrence Berkeley National Laboratory

這種玻璃有一層一層液態半導體鍍膜，由銫、碘化鉛、溴化物和鈣鈦礦化學物質的混合物製成，其中鈣鈦礦在實驗室里的光電轉化率達到了 22.7%(作為對比，目前商業化的硅基太陽能電池轉化率只有 19%)，研究人員將一塊玻璃浸入這種化學液體中，快速翻轉保證覆蓋均勻。室溫下，鍍膜的玻璃透光度在 82%，但如果加溫到 221 華氏度(105攝氏度)時，玻璃就會呈暗橘色，透明度大概在 35% 左右。聽起來和其他鍍膜玻璃差不多，不過這塊玻璃不僅於此，它還能發電。當溫度下降，透明度又會升高。

在郵件中，團隊成員博士後研究員 Jia Lin 告訴我，這種玻璃面板能很容易大規模安裝在辦公室、家、車和飛機等需要使用玻璃的東西上。 Dr. Letian Dou 是普渡大學化學工程的助理研究員也是光電玻璃研究團隊的成員，他說，「短期內，這種玻璃就能成為一種補充能源。」在長期來看，這項技術將影響巨大——雖然現在還有一些技術障礙。

關鍵仍然是光電轉化的效率，只有 7%，比最低限度的 10% 還低，Peidong Yang 教授認為 10% 就足夠商業化使用了。Dou 告訴我，他們希望能在未來 3 到 5 年實現這個目標。儘管仍然比常規的太陽能電池效率低，當它「免費」的遮陽功能將使空調的需求下降，從而減少電的消費。為了增加發電量，他們也考慮過在窗戶上加上太陽能電池——Lin 稱其為「串聯結構 (tandem architecture)」，這樣就能完全利用光線，並達到接近目前現狀最高的轉化率，22%。

他們還面臨著一個障礙：顏色。目前，Yang 的團隊能把玻璃變橘、變紅、變棕，這對設計師而言是限制。Lin 說，其他光電轉化材料在顏色上都比較靈活，Dou 指出，他們目前在考慮增加有機顏料吸收光線。

不過最大的問題還是玻璃的工作溫度，他們打算將其降到 122 華氏度(50攝氏度)，這是玻璃暴露在夏天陽光下的一般溫度。理想情況下，玻璃早上保持透明，隨著溫度上升逐漸變暗，在夜晚又變回透明。

對於建築師和設計師而言，這種材料意義非凡，玻璃能夠降低建築的耗電量。Lin 說，因為玻璃的遮陽能力，這種智能建築將能自己調節溫度，這件影響 HVAC (採暖通風系統)的設計和安裝，和被動加熱與製冷系統類似。

接著，Lin 講到了在汽車上的應用，「在停車時，玻璃的區域將變成太陽能電池，能為車充電並保持內部涼爽。」在汽車運動中也能充電，從而減少汽車電池的尺寸並降低汽車重量。

那麼，距離這款神奇玻璃安裝到我們的辦公室和停車場還有多遠呢？Lin 沒有給出一個具體的日期，而是說「仍然需要優化效率、轉化溫度和顏色，因為這個領域的發展速度很快，該技術在不遠的將來會實現商業化。」不遠的將來，也挺遠的啊。

本文譯自 fastcodesign，由譯者 Dkphhh 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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