彩色钙钛矿：热致变色窗技术
美国能源部国家可再生能源实验室 (NREL) 的科学家报告说，在开发下一代热致变色窗户方面取得了突破性进展，该窗户不仅可以减少对空调的需求，还可以同时发电。
阳光透过窗户产生的热量是建筑物空调和制冷需求的最大来源。由于住宅和商业建筑消耗了美国 74% 的电力和 39% 的能源，着色窗户的遮阳效果有助于建筑使用更少的能源。
该技术被称为“热致变色光伏”，当玻璃在炎热的晴天变热时，它可以改变颜色以阻挡眩光并减少不需要的太阳能加热。这种颜色变化还会导致形成可产生车载电力的功能性太阳能电池。热致变色光伏窗可以帮助建筑物变成能源发电机，增加它们对更广泛的能源电网需求的贡献。最新的突破现在可以实现无数颜色和更广泛的温度范围，从而推动颜色切换。这增加了设计灵活性，以提高能源效率以及对建筑美学的控制，这是建筑师和最终用户都非常希望的。
该研究建立在 NREL 早期工作的基础上，将热致变色窗户作为太阳加热其表面时变暗。随着窗口从透明变为有色，嵌入材料中的钙钛矿产生了电力。钙钛矿是一种晶体结构，在利用阳光方面具有显着的效率。
“使用该技术的原型窗口可以在一年内开发出来，”NREL 的博士后研究员、论文“分层甲脒金属卤化物钙钛矿中的可逆多色变色”的第一作者 Bryan Rosales 说，该论文发表在《自然通讯》杂志上.他与 NREL 的合著者是开发了第一个热致变色光伏窗的 Lance Wheeler、Taylor Allen、David Moore、Kevin Prince、Garry Rumbles 和 Laura Schelhas。其他作者是来自 SLAC 国家加速器实验室的 Laura Mundt 和来自科罗拉多矿业学院的 Colin Wolden。
第一代太阳能窗能够在透明和红棕色之间来回切换，需要 150 到 175 华氏度的温度才能触发转换。最新版本允许多种颜色选择，可在 95 至 115 华氏度的温度下工作，在炎热的天气很容易达到玻璃温度。
通过使用不同的化学成分和材料，研究人员还能够快速加速颜色转换。时间从 2017 年展示的概念验证热致变色光伏窗口期间的三分钟减少到大约七秒。
科学家们将钙钛矿薄膜夹在两层玻璃之间并注入蒸汽。蒸气引发反应，使钙钛矿自行排列成不同的形状，从链状到片状再到立方体。颜色随着形状的变化而出现。降低湿度会使钙钛矿恢复到正常的透明状态。
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新能源
2021-06-11
