为建筑物安装“发光窗”，不仅可以将太阳光转化为电能，还能将室内环境光作为电源。
sciencedaily.com网站当地时间2月16日报道，美国莱斯大学研究人员Rafael Verduzco和Yilin Li领导的团队为下一代能源收集技术提供了一种“彩色”解决方案：在窗户上安装发光太阳能聚光器（LSCs）。相关研究成果刊登在《国际聚合物》杂志中。
“我们希望通过集成光伏技术来解决建筑的能源问题。”Li说，“目前，太阳能屋顶是更主流的解决方案。但用户需要让它们始终朝向太阳，以此使其工作效率最大化；而且，太阳能屋顶也不是特别美观。为什么我们不能制造透明或半透明的太阳能收集器，然后加装到建筑物外部呢？”于是，Li等人开发了上述发光窗技术。
新技术的关键是夹在丙烯酸面板之间的共轭聚合物。共轭聚合物是一种特殊的化合物——研究人员通过调整聚合物的化学/物理性质，可以使其满足导电薄膜或传感器等诸多应用需求。发光窗项目使用的改性共轭聚合物聚萘-丙烯（PNV），能够吸收并释放各种色光。更重要的是，作为波导，它能够接收来自任何方向的光，并限制其离开方式，最终将光集中至太阳能电池，转化为电能。
虽然发光窗所产生的电能远远低于普通商业太阳能电池收集的电能（阳光转化率约20%），但它可以持续工作——当太阳下山后，发光窗还能继续将建筑内部的光转化为电能。测试结果表明，发光窗转化LED环境光的效率比转化太阳光的效率更高。“即使是在室内，你拿起一块发光面板，也能够在边缘观察到非常强的光致发光效果。”Li说，“测试面板在直射阳光下的能量转换效率为2.9%，而在LED环境光下的能量转化效率高达3.6%。”
Verduzco表示，在过去的十年中，研究人员已经开发出了各种类型的发光体，但共轭聚合物的应用相对较少。他说：“共轭聚合物的问题在于：它们还不够稳定，降解速度很快。近年来，我们在提高共轭聚合物的稳定性方面取得了比较大的进展。在未来，相信我们可以设计出既稳定、又具有理想光学性能的共轭聚合物。”
研究小组还模拟并统计了120平方英寸面板反射的能量。他们认为，虽然发光窗提供的能量相对偏少，但已经足以满足一般家庭需求。Li指出，通过微调聚合物，它们还能够转换红外光和紫外光的能量，使面板具备透明特性。Li说：“我们甚至可以在聚合物面板上打印出各种图案，让它们达到更好的装饰效果。”
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《国际聚合物》
期刊编号：0959-8103
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210216115029.htm
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