太阳能窗如何工作？

太阳窗是具有光伏特性的玻璃板。这使太阳能窗不仅可以让光线进入建筑物，还可以吸收太阳的能量并将其转化为电力。

在仍在开发的过程中，太阳能窗是过渡到更清洁能源的一种有前途的技术。以及其他类型的建筑集成光伏（BIPV），例如太阳屋顶和太阳涂料，将太阳窗集成到建筑物的结构中，而不是添加到建筑物的结构中。

太阳窗如何工作

尽管传统的太阳能电池板通常是深色的，以吸收尽可能多的阳光，但传统的窗户需要透明。因此，太阳能窗的开发人员需要允许发光并产生足够的电力，以使其制造和安装具有成本效益。

太阳能窗户的许多潜在解决方案仍处于研究和开发阶段，而少数人最近进入了市场。

墨水和电影

在制造过程中，或在现有窗户上翻新，将光伏墨水或薄光伏膜涂在玻璃的顶部。下一个能源技术产生由有机半导体材料制成的透明光伏墨水，可以直接印刷在窗户上。

相比之下，太阳窗技术产生薄薄的柔性玻璃涂层，上面涂有光伏液体，该液体旨在安装在现有的摩天大楼窗户上。

微型面板和阴影

将小的传统PV“微板”放在窗户的四个侧面或拐角处，以免妨碍大量的光线。完全不透明或半透明的“太阳百叶窗”，例如由太阳能，将微型面板的想法更进一步，而微型太阳能电池板可以旋转以沿太阳的路径旋转，同时它们也充当窗户阴影。

窗格之间的层间

双窗格窗户是在两个窗户之间用硅太阳能电池制造的。能量镜产生有机纳米颗粒的透明层间，这些层在两层玻璃之间被层压。额外的层还提供了比单窗格或双层窗口更大的隔热材料，因此太阳能窗可以在发电的同时降低加热和冷却成本。

量子点

量子点是植入玻璃本身的纳米大小的PV细胞。量子点技术使用透明的纳米晶体（基本上是微小的玻璃珠）和量子力学来将太阳能转化为电能。

量子点不吸收可见光（从而减少穿过窗户的光的量），而是转换了无形的紫外线，其能量比可见光更多。吸收紫外线还会减少其对人类和家具的有害影响。

植入窗户中的量子点还可以将红外光线重新定向到光伏电池，尽管红外光所含的能量比可见光少，从而使其成为电力效率较低的转换器。

太阳窗户的市场

太阳能玻璃技术仍在不断发展。目前，开发人员仍在试图使太阳能窗户经济 - 对制造商和消费者而言。

包括下一项能源技术和太阳能在内的初创公司经常依靠政府研发支持将其产品推向市场。下一个能源技术在加利福尼亚州弗里蒙特的首次演示项目于2022年4月宣布，得到了支持300万美元的赠款来自加利福尼亚能源委员会，而太阳能收到资金来自欧盟。

就像在每种新技术中一样，并非每种产品都成功。Physee，荷兰可持续建筑技术的开发商，将其PowerWindows作为试点项目安装一家荷兰银行在2017年。然而，每个窗口只会产生足够的电力，可以同时为多个智能手机充电。在开发和销售其他创新技术的同时，Physee尚未将PowerWindows推向市场。

太阳窗的未来

窗玻璃的制造是一个数十亿美元的行业，新建筑建筑为太阳能玻璃开发商提供了诱人的机会。仅在美国，就在美国，每年约有180万个新房屋开始建设。美国人口普查。自2020年1月以来，所有新建的房屋在加利福尼亚需要将太阳能光伏作为电源 - 一个过度的可寻址市场100,000个新房屋一年。

使改造有效和经济更为重要。建筑物约占温室气体排放的16％，主要来自加热和冷却，根据IPCC。一项研究建筑2030预测，2040年所有建筑物中的三分之二将是当今存在的建筑物 - 对现有建筑物进行改造对于缓解气候变化的斗争至关重要。无论是在新建筑还是翻新中，太阳能窗户都需要在追求中发挥至关重要的作用使一切电气化。