可隔热可发电的新型半透明光伏窗户薄膜
作者:Chen Sun, Ruoxi Xia, Hui Shi, Huifeng Yao, Xiang Liu, Jianhui Hou, Fei Huang, Hin-Lap Yip, Yong Cao
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2018-07-23 18:17:36
一、研究背景
太阳电池技术发展的重要目标是与应用市场结合,而半透明有机太阳电池在市场方面具有显著优势,可整合到玻璃薄膜中在房屋幕墙、汽车窗户及植物温室外壁上应用。另外,其有机材料颜色可调的特性也增加了此类电池薄膜的美观度。
目前市面上已有多种玻璃隔热膜,可贴于建筑玻璃上控制太阳光透过,隔热控温。这些隔热膜通常使用极薄金属等材料,控制长波红外线及短波紫外线的通过,从而达到室内控温的目的。半透明有机太阳电池的许多设计思路与商用隔热膜非常相似,例如,选择性透过可见光,而将其他部分光线吸收利用,从而产生电能。
二、研究亮点与特色
1.
半透明薄膜太阳电池可同时具备发电和隔热的双重功能。
2.
构建光学衍射结构,进一步增强电池薄膜的隔热效果。
3.
提出并实现了与日常生活相关、切实可行的多功能太阳电池方案。
三、预期社会与经济效益
这种新型玻璃薄膜能让可见光透过,并通过多层薄膜结构隔断红外波段光线,同时对近红外波段的光进行吸收利用,因而同时满足透光、阻隔热量和采光发电3个要求。研究显示,使用这种同时具备发电和隔热效果的薄膜,理论上可帮助住户节省超过50%的用电量。
四、下一步工作
目前来看,结合隔热功能的半透明太阳电池仅仅是有机太阳电池领域的一个新的探索。除此之外,本领域内仍有很多其它可能的应用值得开发,例如,将半透明太阳电池薄膜应用到植物温室上,实现整个温室的独立自供能。
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Heat-Insulating Multifunctional Semitransparent Polymer Solar Cells
作者:Chen Sun, Ruoxi Xia, Hui Shi, Huifeng Yao, Xiang Liu, Jianhui Hou, Fei Huang, Hin-Lap Yip, Yong Cao
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2018-07-23 18:17:36
导语
Semitransparent organic photovoltaics (ST-OPVs) have attracted extensive attention due to their potential for integration into the windows of buildings. Herein, we propose a dual-functional ST-OPV device that is not only highly efficient but also very effective for heat insulation. By introducing non-fullerene acceptor with enhanced near-infrared absorption and distributed Bragg reflectors for selectively enhancing the transmittance in visible wavelengths while keeping high reflectance for near-infrared light, the ST-OPVs generate over 6% power conversion efficiency with high visible light transmission of over 25% and outstanding infrared radiation rejection rate of over 80%. Our results show that with proper design of ST-OPVs, they can be used not only for generating power from sunlight but also for solar shading and heat insulation, which opens up a new application of OPVs for both energy harvesting and saving.
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