德國研究所設(shè)計(jì)發(fā)光彩色太陽能電池

導(dǎo)讀:德國研究機(jī)構(gòu)提出了一種基于變形蝶翅膀表面結(jié)構(gòu)的技術(shù),以生產(chǎn)用于外墻和屋頂?shù)牟噬獴IPV板。據(jù)稱,該工藝可以用光學(xué)效果而非彩色顏料對(duì)模塊進(jìn)行著色,因?yàn)楹笳邥?huì)降低其效率。

除了發(fā)電之外,在安裝建筑一體化光伏(BIPV)系統(tǒng)時(shí),美學(xué)方面的問題也往往與之相關(guān)。尤其是當(dāng)太陽能發(fā)電在建筑物的外墻時(shí),更是如此。

考慮到這一點(diǎn),弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE)的一組科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種工藝,使其能夠生產(chǎn)出具有均勻表面和不同顏色的太陽能模塊,然后可以“幾乎看不見”地集成在外墻或屋頂上。

研究人員的技術(shù)是基于變形蝶翅膀的表面結(jié)構(gòu)——這是一種美洲熱帶的蝴蝶品種,具有耀眼的彩虹色翅膀,通常有明顯的藍(lán)色區(qū)域。這些翅膀具有微米級(jí)的精細(xì)表面結(jié)構(gòu),能特異性地反射窄范圍的波長。弗勞恩霍夫ISE的科學(xué)家們利用真空工藝成功地將類似的表面結(jié)構(gòu)應(yīng)用于其太陽能模塊的蓋板玻璃背面。

弗勞恩霍夫ISE的涂層技術(shù)和系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Thomas Kroyer說:“開發(fā)的閃光想法不是用彩色顏料給組件的蓋板玻璃著色,而是模仿蝴蝶翅膀的物理效果。如果在玻璃上涂上顏料,太陽能組件的效率會(huì)下降很多,因?yàn)楣饩€無法再無阻礙地穿透組件。”

科學(xué)家們提出的模塊技術(shù)被標(biāo)注為MorphoColor,依靠的是一種光學(xué)效應(yīng)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,蓋板玻璃可以產(chǎn)生明亮的藍(lán)色、綠色或紅色。Kroyer表示:“大約93%的光線可以穿透這層玻璃--只有大約7%的光線被反射并引發(fā)顏色效應(yīng)。在真空工藝中蒸汽沉積的蓋板玻璃,可以夾層形成光伏模塊,或集成到集熱器中進(jìn)行太陽能發(fā)熱?！?/p>

這兩種技術(shù)都可以應(yīng)用于制造,只需一條生產(chǎn)線。在未來光伏模塊和太陽能熱模塊可以被賦予相同的顏色,并幾乎不可見地安裝在屋頂或外墻上。還可以實(shí)現(xiàn)完全同質(zhì)的房屋墻面,并同時(shí)提供電力和熱能。一種特別開發(fā)的組裝方法還可以防止被焊接在一起的瓦片大小的光伏電池像棋盤一樣透過彩色蓋板玻璃閃爍。

德國研究人員目前正在生產(chǎn)條狀的太陽能電池,他們將其粘合在一起,使其重疊幾毫米,形成一個(gè)更大的模塊。這就創(chuàng)造了一個(gè)均勻的整體,而不會(huì)干擾到縫隙或可見的接觸線。Kroyer總結(jié)道:“你可以從不同的角度看我們的帶有MorphoColor涂層的木板光伏模塊--仍然保持著均勻的印象。”

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