Windows Pintar Boleh Menggabungkan Panel Suria Dan TV Terlalu

Windows Pintar Boleh Menggabungkan Panel Suria Dan TV Terlalu
Bolehkah monitor dan tetingkap ini digabungkan dengan panel suria?
patat / Shutterstock.com

Bayangkan berdiri di hadapan dinding tingkap, mengukur pandangan. Anda dengar seseorang masuk ke dalam bilik di belakang anda. Anda berpaling. "Selamat datang," kata kamu. "Berikut ialah video yang saya mahu tunjukkan kepada anda." Pada butang menekan, pandangan itu hilang dan tingkap berubah menjadi skrin TV definisi tinggi.

Tidak, kawan anda bukanlah James Bond, dan anda bukanlah Q seterusnya. Namun, walaupun anda menonton video, TV tingkap anda lakukan sebanyak mungkin untuk membantu menghindari malapetaka global seperti apa-apa alat filem Bond yang pernah dilakukan. Anda lihat, ia juga panel solar, sentiasa menuai tenaga boleh diperbaharui dari matahari. Masalah perubahan iklim bukanlah pengawas filem biasa, tetapi masalahnya lebih rumit daripada Goldfinger berpose. Lebih buruk lagi, usaha manusia untuk menyelesaikannya dengan teknologi yang sedia ada tidak berfungsi dengan cepat.

Wira-wira yang menyelinap ke dalam penyelamatan boleh menjadi teknologi baru yang dipanggil semikonduktor organik, cara baru untuk membuat bahan yang menjalankan elektrik hanya dalam keadaan tertentu. Kebanyakan semikonduktor dalam elektronik moden diperbuat daripada kristal, membentuk batu unsur seperti silikon. Sebaliknya, semikonduktor organik dibuat terutamanya daripada molekul berasaskan karbon. Mereka mengambil kurang tenaga untuk membuat daripada semikonduktor konvensional. Contohnya, sel fotovoltaik konvensional, boleh mengambil masa bertahun-tahun untuk menghasilkan tenaga sebanyak yang diperlukan untuk membinanya; sel photovoltaic organik mengambil masa beberapa bulan sahaja.

Walau bagaimanapun, mungkin perkara yang paling menarik tentang semikonduktor organik adalah bahawa ia mungkin untuk merancang molekul yang fleksibel, ringan, berwarna atau telus sepenuhnya. Di makmal saya bekerja, kami merekabentuk dan menguji molekul kecil baru yang mempunyai ciri khusus yang disasarkan - seperti membuat pane telus yang mudah ke dalam tingkap, skrin dan panel solar.

Menangkap tenaga solar

Membuat panel suria yang juga tingkap melibatkan sedikit kreativiti: Ia mesti menjadi sesuatu yang menyerap cahaya, membuat elektrik, dan menyalakan cahaya, membolehkan orang melihat masuk dan keluar.

Bahan kita mengambil kesempatan daripada hakikat bahawa tingkap hanya perlu menghantar cahaya yang kelihatan manusia; dalam makmal saya, kita boleh membuat molekul yang menyerap hanya UV dan cahaya inframerah, panjang gelombang cahaya mata kita tidak dapat dilihat. Ini adalah bahagian-bahagian spektrum yang kita tidak mahu melewati tingkap. Cahaya UV memberikan anda selaran matahari. Dan cahaya inframerah panas: Menapisnya boleh menjimatkan penggunaan tenaga dan perbelanjaan penghawa dingin. Memang benar bahawa kaedah kami tidak menangkap sepenuhnya semua tenaga dalam cahaya matahari, tapi tidak mengapa. The jumlah tenaga solar yang mencapai Bumi setiap jam is lebih daripada semua kegunaan manusia dalam setahun.

Membalikkan proses sekitar

Semikonduktor organik juga berguna untuk membuat monitor dan paparan. Jika anda berfikir mengenainya, skrin pada asasnya adalah panel solar yang berjalan ke belakang. Ia menghasilkan cahaya dari arus elektrik. Kedua-duanya panel solar dan Paparan skrin melibatkan penukaran antara cahaya dan elektrik. Sama seperti kita boleh merekabentuk semikonduktor organik telus, kita boleh merekabentuk molekul yang memancarkan warna-warna tertentu apabila arus elektrik digunakan.

Menyusun satu molekul yang mengeluarkan merah, satu molekul yang memancarkan biru, dan satu molekul yang mengeluarkan hijau, dan anda mempunyai sebuah diod pemancaran cahaya organik. Ini adalah kunci kepada apa yang diketahui di TV dan memantau pasaran sebagai skrin OLED.

Untuk membuat tetingkap pintar, kita perlu mendepositkan dua lapisan semikonduktor organik - satu lapisan untuk menjana tenaga elektrik dari cahaya matahari dan satu lagi untuk memancarkan cahaya - ke dalam bahan penyaluran telus, seperti indium tin oksida. Teknologi ini wujud, tetapi adalah belum lagi dijual.

Meletakkan keping bersama

Setengah peranti ini sudah pun boleh didapati secara komersial: OLEDs resolusi tinggi yang cekap tenaga adalah satu hit besar di pasaran untuk rumah dan pejabat TV.

Syarikat menjual panel solar organik, Dan juga tingkap panel solar organik, baru sahaja pergi. Usaha penyelidikan yang berterusan, seperti lombong, bertujuan untuk mengoptimumkan sifat bahan-bahan ini, meningkatkan kecekapan mereka, dan menjadikannya lebih tahan lama.

PerbualanApabila kami membuat komponen lebih baik, kami juga akan mencari cara untuk mengintegrasikan sel solar semikonduktor organik dan paparan semikonduktor organik bersama-sama. Ia mungkin beberapa tahun lagi, tetapi ada pasti insentif untuk melakukannya, dengan banyak aplikasi yang mungkin. Sebuah kereta elektrik dengan tingkap pintar boleh mengumpul tenaga solar yang cukup memandu kereta 10 ke 15 batu sehari, cukup untuk perjalanan biasa. Arah pemanduan boleh muncul di cermin depan juga. Di mana-mana terdapat tingkap - sama ada di gedung pencakar langit atau rumah mudah alih - boleh menjadi tingkap pintar, menjimatkan ruang, menjimatkan tenaga dan membiarkan penghuni merasa seperti James Bond.

Tentang Pengarang

Kerry Rippy, Ph.D. Calon dalam Kimia, Colorado State University

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

{amazonWS: searchindex = Books; keywords = SOLAR PANEL WINDOWS; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}