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先进太阳能技术助力欧盟2020年实现低成本太阳能发电

Biljana Ognenova 2019-10-08

在可再生能源的竞赛中,太阳能光伏电池位居第一。但是,它们在制造成本、效率和可扩展性方面提出了相当大的挑战。RIe电子头条

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不论可再生能源解决方案的性价比如何,随着公司和研究实验室找到优化太阳能的新方法,实用、多功能的太阳能使用的市场增长仍在继续上升。RIe电子头条

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在欧洲,太阳能发电市场在过去一年中增长了36%,这是因为各国仍将重点放在实现欧盟2020年低成本太阳能发电的目标上。最有前途的替代性太阳能应用拓宽了住宅的使用范围,远远超过了传统的屋顶太阳能电池板的采暖和照明。创新的应用包括透明的表面(主要是玻璃)以生产建筑用太阳能的屋顶和窗户,以及太阳能用的智能家居和工厂设备。RIe电子头条

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即将到来的智慧城市、自动驾驶汽车和IoT传感器激增导致的基础设施变化也导致了大规模采用可再生能源解决方案的需求。与传统电池相比,太阳能作为电子设备的能源危害较小,可持续性更高。 RIe电子头条

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因此,公司和研究实验室不再将光伏电池视为包装太阳能的唯一可能方法,而是在重新发明光伏组件和结构,使其更易于集成在这个迫切需要可持续电子技术的世界中。 RIe电子头条

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图:AGC和Ubiquitous Energy的透明太阳能电池。图片来源:AGC GlassRIe电子头条

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太阳能捕获玻璃:模块化建筑的未来 RIe电子头条

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玻璃覆盖的建筑物对于发达的欧洲BIPV市场是一个有吸引力的建筑解决方案,欧洲BIPV市场有200多个项目正在进行中。不幸的是,玻璃具有较低的绝缘性能,并且由于这些原因,玻璃被部分或以昂贵的价格(如果我们考虑电费)用于建筑。 RIe电子头条

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但是,还有另一种选择:半透明和完全透明的太阳能电池板可能是未来的方向。可以使用太阳能捕获玻璃来建造未来房屋的太阳能屋顶和窗户、太阳能传输智能手机屏幕以及太阳能汽车挡风玻璃。例如,超导钙钛矿已经在研究中,正在被用于代替PV电池制造中的硅。它轻薄、灵活且可折叠——正是将它们高级集成到各种结构中所需要的。 RIe电子头条

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钙钛矿只是一个例子。使太阳能在玻璃广泛使用中更具可持续性的另一种方法是AGC Glass与Ubiquitous Energy合作开发的解决方案,该解决方案使用一种颜色中性的玻璃涂层,该涂层可以选择性地吸收和将紫外线和红外线转换为能量,并保持90%的透明度。RIe电子头条

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图:Brite的创新喷墨技术。图片来源:Brite SolarRIe电子头条

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Brite Solar将纳米材料和创新的薄膜沉积技术用于集成建筑和绿色农业。产生能量的染料敏化太阳能电池技术使用准固体电解质和喷墨打印方法,以最大化对于植物光合作用至关重要的波长(<600 nm)的光传输。 RIe电子头条

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另一方面,称为动态玻璃的电致变色智能玻璃可为整个建筑物节省能源。从寒冷的冬天完全透明到夏天的一部分透明(在温度升高且建筑物吸收更多的热量和光线时),Dynamic Glass可以控制季节变化期间面板的着色,最终增加了制冷成本。 RIe电子头条

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图:图形打印。图片来源:Sistine SolarRIe电子头条

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在高成本效益的前提下设计RIe电子头条

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审美要求高的房主可以自由选择带有太阳能蒙皮或定制的单晶PV电池的屋顶上的太阳能电池设计。由Sistine Solar开发的这项技术已被专利保护。 RIe电子头条

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众所周知,通过使用集成在太阳能电池上的超耐用图形,可以用薄膜涂层实现美观的无缝设计。 该技术结合了色彩理论、认知科学和人类视觉感知的要素。涂层不仅可以放置在屋顶上,而且可以放置在木瓦和混凝土瓦上。总体而言,该解决方案主要是在设计和耐用性方面。它不是以效率为中心的,它是否适合并可以大规模采用尚待观察。   RIe电子头条

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磷:制造光伏电池中的硅的替代品 RIe电子头条

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堪培拉澳大利亚国立大学(ANU)的研究人员做出了令人振奋的发现:由磷制成的超薄太阳能电池。 RIe电子头条

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磷是磷的二维同素异形体,是结晶黑磷的单层形式。磷光体虽然在结构上与石墨烯相似,但具有不同的电性能:其光带隙为1.75 eV,可发出700 nm波长的红光,可用于微调其发光性能。这种轻质和半透明的材料可以用作制造薄膜电池的硅替代品,以制造窗户、太阳能电池板和光伏电站。RIe电子头条

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图:用有机材料印刷价格合理的可扩展电池。图片来源:EpishineRIe电子头条

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有机超轻电池RIe电子头条

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如果我们不想依靠可持续性差的无机材料,也许我们可以选择有机超轻太阳能电池。有机电子公司Epishine发现了一种无需使用硅或金属即可从导电和半导电的碳氢化合物中制备聚合物的方法。就目前而言,有机电子学有潜力被广泛应用于有机发光二极管(OLED)中。未来的用途包括集成到微小的室内设备和建筑材料中。RIe电子头条

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用光伏技术打造绿色社区RIe电子头条

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薄膜太阳能电池似乎很快就会从屋顶上移开,并在更大范围内渗透到住宅中,用于为风扇,加热池,充电电池和烹饪供电。 RIe电子头条

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图:2015年欧洲智慧城市地图。图片来源:维也纳科技大学RIe电子头条

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最新的研究和实际应用旨在改善光伏组件的模块化,并将其从普通用途扩展​​到更具创新性的家用电子设备。这可能包括诸如智能手表和智能水瓶之类的简单事物,也可能包括可从电池以外的可持续电源解决方案中受益的智能设备中更复杂的用途。 RIe电子头条

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智慧社区可能并未普及,但是至少对于欧洲而言,它们正在迅速接近。代替定期更换IoT、可穿戴设备和其他智能设备中的电池,我们可以将较小的太阳能电池视为绿色IoT传感器的新设计解决方案。 RIe电子头条

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太阳能屋顶和墙壁、太阳能汽车表面,甚至是全天候的疫苗冷藏柜,可能只是医疗、汽车和建筑行业新获得的收益中的少数。从自动售货机等需要24小时供电的设备,到太阳能移动充电站,太阳能飞机和太阳能体育场,我们可能很快就会看到更阳光、更可持续的能源使用。RIe电子头条

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