新型太阳能智能窗户可帮助节省能源成本

科学家开发了带有可调玻璃的太阳能智能窗户，可以控制房屋内的热量和光线，从而节省了平均建筑物能源成本的40%。由美国普林斯顿大学的研究人员开发的系统具有选择性吸收近紫外线 (UV) 光的太阳能电池，因此窗户完全是自供电的，价格便宜且易于应用于现有窗户。

“阳光是由近紫外线，可见光和红外能量或热量组成的电磁辐射的混合物，” 普林斯顿大学的Yueh-Lin Loo说。“我们希望智能窗户能够动态控制内部的自然光和热量，从而节省能源成本并使空间更加舒适，” Loo说。

智能窗控制可见光和红外热量向建筑物的传输，而新型太阳能电池则使用近紫外线为系统供电。“这项新技术实际上是对整个阳光光谱的智能管理，” 卢说。

由于近紫外线对人眼是看不见的，因此研究人员着手利用它来激活着色技术所需的电能。“典型的由硅制成的太阳能电池是黑色的，因为它们吸收了所有的可见光和一些红外热-所以这些将不适合这种应用，” Loo说。

在发表在《自然能源》杂志上的研究中，研究人员描述了他们如何使用有机半导体-扭曲的六苯并佐 (cHBC) 衍生物-构建太阳能电池。他们之所以选择这种材料，是因为它的化学结构可以被修改以吸收窄范围的波长-在这种情况下，是近紫外线。

为了构建太阳能电池，将半导体分子以薄膜的方式沉积在玻璃上，其生产方法与有机发光二极管制造商相同。当太阳能电池工作时，阳光会激发cHBC半导体产生电能。

同时，研究人员构建了一个智能窗口，该窗口由电致变色聚合物组成，可控制色调，并且可以仅使用太阳能电池产生的功率进行操作。当来自太阳的近紫外线光在太阳能电池中产生电荷时，该电荷会触发电致变色窗口中的反应，使其从透明变为深蓝色。当变暗时，窗户可以阻挡80% 以上的光。