上海電力學(xué)院研究人員在世界上首次設(shè)計(jì)并制備出一種“熱致變色太陽(yáng)能電池”器件。該器件結(jié)合光伏發(fā)電和熱致變色的特征，使智能光伏玻璃的應(yīng)用成為可能。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《自然—材料》。

    智能光伏玻璃是在光伏玻璃基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，是一種具有很大應(yīng)用前景的綠色科技。它既可以通過(guò)感知外界環(huán)境太陽(yáng)光的強(qiáng)弱，自發(fā)地改變其顏色實(shí)現(xiàn)可調(diào)的可見(jiàn)光透過(guò)率，也可以同時(shí)產(chǎn)生電能供室內(nèi)的負(fù)載使用，具有雙重功能。

    該校林佳博士與合作者經(jīng)過(guò)材料的篩選和研發(fā)，發(fā)現(xiàn)在目前最熱門(mén)的新型太陽(yáng)能電池材料——鹵化物鈣鈦礦中存在一類純無(wú)機(jī)的鈣鈦礦材料，在這種材料中可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可逆結(jié)構(gòu)相變。分子動(dòng)力學(xué)模擬揭示了鈣鈦礦晶格中空位輔助的相變機(jī)理。這種相變可導(dǎo)致其巨大的晶體結(jié)構(gòu)變化，使得無(wú)機(jī)鈣鈦礦擁有兩個(gè)截然不同的態(tài)，其中一個(gè)態(tài)具有很高的可見(jiàn)光透過(guò)率，確保大部分可見(jiàn)光透過(guò)，作為普通玻璃透光；而另外一個(gè)態(tài)則具有很強(qiáng)的光吸收，光透過(guò)率降低，作為光伏玻璃能夠產(chǎn)生電能。通過(guò)選擇合適的器件結(jié)構(gòu)和電極材料，可保持整個(gè)器件在重復(fù)的相轉(zhuǎn)變循環(huán)過(guò)程中的環(huán)境穩(wěn)定性。

    這類智能光伏玻璃提供了一種未來(lái)智能建筑的理想解決方案——可以控制光的透過(guò)率，同時(shí)可以合理地利用太陽(yáng)光的能量，有望作為建筑物的玻璃、屋頂，以及移動(dòng)通信設(shè)備、顯示元件、汽車玻璃和車頂?shù)取?/p>