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據外媒New Atlas報道,窗戶(hù)是很好的采光工具,但在夏季,這也帶來(lái)了不必要的熱量,導致許多人不得不開(kāi)空調?,F在,研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了可以在陽(yáng)光加熱時(shí)自動(dòng)改變顏色的窗戶(hù),以保持建筑物的涼爽--最重要的是,它們也是太陽(yáng)能電池板。
變色玻璃已經(jīng)存在很長(cháng)時(shí)間了,最常見(jiàn)的是作為眼鏡的過(guò)渡鏡片,在強光下自動(dòng)調色。最近的發(fā)展已經(jīng)使其電子化,可以按需切換,并將其放大到窗戶(hù)尺寸。同時(shí),透明(或半透明)太陽(yáng)能電池的效率也越來(lái)越高,甚至可以安裝在窗戶(hù)上。
在這項新研究中,美國能源部國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)的研究人員將這兩種技術(shù)結合到一扇窗戶(hù)中。他們所說(shuō)的“熱變色光伏”技術(shù)在被陽(yáng)光加熱時(shí)可以切換顏色,以阻擋眩光并減少對冷卻的需求,當它這樣做時(shí),它也開(kāi)始從這些光中收集能量。
這種窗戶(hù)是由夾在兩塊玻璃之間的鈣鈦礦薄膜--一種新興的太陽(yáng)能電池材料--制成的,并在縫隙中注入溶劑蒸汽。當濕度較低時(shí),鈣鈦礦薄膜保持透明,使窗戶(hù)能正常透光。但在一定溫度下,蒸汽會(huì )使鈣鈦礦晶體重新排列,先是成鏈狀,然后是片狀,再是立方體。每一種新的形狀都會(huì )改變顏色,不同程度地阻擋光線(xiàn),希望在這個(gè)過(guò)程中能讓房間降溫幾度。
當玻璃溫度達到35°C至46°C時(shí),窗戶(hù)可以在幾種不同的顏色之間切換,從透明到黃色、橙色、紅色和棕色,大約需要7秒鐘。這比NREL團隊早期開(kāi)發(fā)的原型有相當大的進(jìn)步,當溫度達到65.5°C至79.4°C時(shí),它只能在透明和一種紅棕色之間切換,而且需要3分鐘才能完成。
理想情況下,“熱變色光伏”窗戶(hù)可以幫助減少對空調的需求,因為在炎熱的時(shí)間和氣候下,空調是一個(gè)巨大的能源消耗者,甚至可以籌到一點(diǎn)額外的電力來(lái)幫助運行。該團隊表示,使用新技術(shù)的原型窗可以在一年內開(kāi)發(fā)出來(lái)。
該研究發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。
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