你可曾想象過,生活中的各種物件都可以成為太陽能電池?荷蘭科研型設(shè)計師MARJAN VAN AUBEL在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的邁克爾·格拉特茲勒實驗室(MICHAEL GRAETZEL LAB)等科研機構(gòu)協(xié)助下研發(fā)的這套能量收集器,讓室內(nèi)的日常生活用品都可以從日光中不間斷地收集能量并通過特制的櫥柜轉(zhuǎn)化為可直接利用的電能。
荷蘭科研型設(shè)計師MARJAN VAN AUBEL畢業(yè)于英國皇家藝術(shù)學(xué)院,是一名充滿好奇心、傾心科研的產(chǎn)品設(shè)計師。VAN AUBEL來自一個化學(xué)家的家庭,這個背景在她感知世界的方式上打上了印記?!拔铱偸窃谘芯坎牧虾退鼈兊奶匦?,并試圖通過不同的方式操控他們來創(chuàng)造新的東西。作為一個研究者,我總是好奇那些看起來平常的事物和過程,總是試圖在當(dāng)中找到新的關(guān)聯(lián)?!盫AN AUBEL說。她的興趣遠遠超出了單純的設(shè)計領(lǐng)域,她還在阿姆斯特丹大學(xué)輔修了量子力學(xué)。目前她正和荷蘭設(shè)計師JORIS LAARMAN、ROBOFOLD、EPFL-LAB和洛桑的SOLARONIX開展著合作。VAN AUBEL和JAMIE SHAW為美國HARDWOOD公司(AHEC)設(shè)計的椅子本月將在維多利亞和阿爾伯特博物館(VICTORIA AND ALBERT MUSEUM)展出。
MARJAN VAN AUBEL曾和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的邁克爾·格拉特茲勒實驗室(MICHAEL GRAETZEL LAB)、瑞士洛桑SOLARONIX公司、EPFL+ECAL大學(xué)實驗室以及(倫敦大學(xué))帝國理工學(xué)院合作,為她的玻璃器皿收集器所應(yīng)用的技術(shù)進行研發(fā)和調(diào)試。MARJAN VAN AUBEL研發(fā)的這套能量收集器,讓日常生活用品都可以從日光中吸收能量。這套太陽能玻璃器皿可以從周圍的光線中收集能量,無論你是正在用杯子喝水,還是把杯子放在一邊,它都在不間斷地收集能量。
在這套太陽能玻璃器皿中,太陽能電池與物體完美地融合在一起,是一個獨特的自給自足系統(tǒng)。當(dāng)你把它收起來,特別設(shè)計的櫥柜可以自動收集并儲存能量;這套裝置可以實現(xiàn)在一個房間內(nèi)收集并利用能量。特別設(shè)計的櫥柜就像是一塊巨大的電池,其中的電力可以適用于多種地方,像給手機充電、點亮燈具等。
在每個玻璃器皿中都有一層合成的染料層光伏太陽能電池,這也就意味著,顏色的特質(zhì)被用來制造電流。這種模仿光合作用原理研制出來的新型太陽電池,名為“染料敏化太陽電池”,又名GRAETZEL電池,利用有機色素增強光電轉(zhuǎn)換效率。這項技術(shù)由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的化學(xué)教授邁克爾·格拉特茲勒(MICHAEL GRAETZEL)發(fā)明,這種模仿光合作用原理的新型太陽能電池,工作原理就像綠色的葉綠素吸收光的能量,這些細胞中的顏色將能量收集起來。
GRAETZEL使用多孔的二氧化鈦層浸透光敏染料——天然色素提取汁來自藍莓或菠菜。他發(fā)現(xiàn),當(dāng)光打在上面,紅色或藍色漿果的染料就會發(fā)出電子。玻璃器皿的一面被設(shè)為正極,另一側(cè)為負極,當(dāng)細胞被暴露在光線中,染料就將它的電子傳送到二氧化鈦,并釋放電子電流。不同的顏色表示不同的屬性。每一種顏色都有一個獨特的波長并收集不同的電流。例如,由于彩色光譜上的差異,藍莓和覆盆子有各自不同的電壓和效率水平。
玻璃器皿將陽光作為可持續(xù)的能量來源,但是也可以在散射光條件下工作,這讓這套系統(tǒng)在室內(nèi)的應(yīng)用上比常規(guī)的太陽能板更有效率,常規(guī)的太陽能板只能在陽光直射的地方使用,并不適合在室內(nèi)使用。
染料敏化太陽能電池
染料敏化太陽電池主要是模仿光合作用原理,研制出來的一種新型太陽電池,其主要優(yōu)勢是:原材料豐富、成本低、工藝技術(shù)相對簡單,在大面積工業(yè)化生產(chǎn)中具有較大的優(yōu)勢,同時所有原材料和生產(chǎn)工藝都是無毒、無污染的,部分材料可以得到充分的回收,對保護人類環(huán)境具有重要的意義。
發(fā)明人瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的邁克爾·格拉特茲勒教授因此獲得了芬蘭政府和企業(yè)贊助的“千年科技獎(MILLENIUM TECHNOLOGY PRIZE)”。頒獎委員會稱,邁克爾·格拉特茲勒發(fā)明的“染料敏化太陽電池太陽能電池”具有卓越的性價比,對未來能源技術(shù)作出了巨大貢獻,它提供了一種低成本的、大規(guī)模應(yīng)用的可更新能源方案。
目前,DSSCS的光電轉(zhuǎn)化效率已能穩(wěn)定在10%以上,據(jù)推算壽命能達15~20年,且其制造成本僅為硅太陽能電池的1/5~1/10。