新型半透明太阳能电池，可再生能源的下一个重大突破

假如窗户既能采光又能发电，简直是完美生活的标配。直到最近，这都是一个美妙却难以实现的想法。制作一层薄薄的太阳能电池薄膜贴在玻璃窗户上很容易，但让太阳能完全转换成电能则十分困难。来自澳大利亚的一群科学家让这个问题迎刃而解。

由材料化学教授贾切克·贾西尼亚克（Jacek Jasieniak）带领的团队开发了一种新型的半透明太阳能电池。与其他半透明电池相比，最重要的区别在于：其中一个组件采用有机导体聚合物。相比原始的、常见的太阳能电池组件，其稳定性大大增强。

最初采用Spiro-OMeTAD材料，十分不稳定，对钙钛矿太阳能电池将光能转化为电能产生诸多不利影响。钙钛矿太阳能电池是什么？这是一种材料，使用一种统称为钙钛矿的矿物质，而非硅物质。与硅电池相比，钙钛矿能电池成本更低，转换效率更高，可是稳定性却不高，目前澳大利亚队似乎成功解决了这一问题。

贾西尼亚克教授表示，新太阳能电池的效率令人印象深刻：“屋顶太阳能的转换效率在15%到20%之间。新型半透明电池转换效率为17%，但仍能透射10%以上的入射光，刚好符合人们的需求区域。“拥有能发电的窗户一直是人们的梦想，现在看来这一梦想可能会实现。”

仍有难题没解决。例如，玻璃透明度越低，转化为电能的太阳能就越多，因此，如果建筑行业要使用该新型电池，建筑师需要考虑玻璃透明度和转换效率之间的关系。但这可能也只意味着建筑行业使用玻璃的比例会提高。

根据贾西尼亚克教授的说法，新型太阳能窗户可以像现有的商业玻璃窗户一样透明，每平方米约产生140瓦电力。如果我们算上所有的面积，例如一栋办公大楼，那么这些太阳能电池产生的能量就相当可观。

美国也有一家私营公司最近报道了关于太阳能窗的好消息。无处不在的能源给太阳能玻璃的产生提高了契机，它可以将光能转换成电能，而不需要给玻璃着色。该公司从麻省理工学院(Massachusetts Institute of technology)独立而来。公司在玻璃上使用有机染料，吸收太阳辐射的红外光谱，并将其转化为电能。

普适能源公司（Ubiquitous Energy）的首席技术官迈尔斯·巴尔(Miles Barr)上个月说道，“吸光染料无处不在，存在于油漆和衣服颜料中，甚至包括电子设备。我们所做的就是利用这些染料选择性地吸收红外光，并将红外光转化为电能。”

这种玻璃的妙处在于，它不仅仅局限于建筑物，还可以安装在汽车甚至智能手机屏幕上。缺点在于，这种吸光染料的转化率依然相对较低。然而，从另一个角度来看，效率突破了历史记录，达到最高。去年，普适能源公司在太阳能透明电池转换效率上创下了世界纪录，达到了9.8%。

随着可再生能源的发展，低成本和易扩展性的结合将变得更有吸引力，加州政府已经强制要求每个新家庭使用某种形式的太阳能技术。

该太阳能玻璃的近期前景尚不明朗。太阳能产业也未能幸免于冠状病毒疫情带来的冲击。不出意外，美国太阳能行业的领头羊——加州的光伏新装机容量也大幅下降。许多其他行业境况也与之类似。由于停产导致失业率飙升，人们不得不削减开支。

根据预测，今年对任何可再生能源领域都不利。该行业工作岗位在不断流失，或将影响到25万人。与此同时，许多公用项目可能会推迟到2020年下半年甚至明年。

不过，对太阳能行业来说，尤其是对那些提供比屋顶太阳能装置更便宜的行业而言，这场疫情可能只是暂时的受挫。太阳能玻璃承载着诸多希望，实现这些希望只是时间问题。