來(lái)自美國(guó)的研究人員近日將太陽(yáng)能電池和智能窗戶技術(shù)結(jié)合起來(lái),開(kāi)發(fā)出不需外加電源即可工作的智能窗戶。
所謂智能窗戶(smart window),通常指的是在電場(chǎng)作用下能夠發(fā)生物理或者化學(xué)變化,自身的透光性發(fā)生顯著改變的材料。如果用這些材料代替普通的玻璃,使用者無(wú)需安裝窗簾就可以方便地調(diào)節(jié)窗戶的透光與否。目前這種技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用于許多場(chǎng)合,但還存在一個(gè)明顯的缺陷,那就是需要外界的電源來(lái)提供電場(chǎng)。
為了解決這一問(wèn)題,來(lái)自美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究人員嘗試將用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料非晶硅與一種常用于智能窗戶的液晶材料結(jié)合起來(lái)。非晶硅可以吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能施加在液晶材料上。沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí),這種液晶材料強(qiáng)烈散射入射光,因此呈現(xiàn)不透明狀態(tài)。而當(dāng)施加一定大小的電壓時(shí),液晶材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,不再對(duì)入射光有明顯的散射,變得高度透明。而覆蓋在其上方的非晶硅由于只有十幾納米厚,對(duì)太陽(yáng)光的吸收不會(huì)顯著改變裝置的透光性,但仍可以提供足夠的電能。通過(guò)這種方式,研究人員成功讓智能玻璃擺脫了對(duì)外加電源的依賴。目前他們還在嘗試進(jìn)一步改進(jìn)裝置,希望太陽(yáng)能電池在為智能玻璃提供電能之余還可以驅(qū)動(dòng)其他的電子設(shè)備。

論文鏈接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2Facsphotonics.6b00518
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