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智慧社区未来:智能窗户仅靠光能驱动

智慧社区未来:智能窗户仅靠光能驱动 日期:2017-07-06

智慧社区未来:智能窗户仅靠光能驱动

传统的智能硬件越来越赶不上人们对于服务的需求了。所以,智慧社区的硬件的升级更加重要,所以越来越多的“黑科技”涌现,下面就有一款有趣的智能“窗户”。

一般来说,炎炎夏日,我们会希望尽可能地将太阳光挡在室外,减少室内空调的开销;寒冷冬日,我们则希望尽可能地让太阳光进入室内,减少室内取暖的开销。有一项前沿科技可以帮助我们实现这一需求,它就是:智能窗户。

智能窗户能够智能地感知外界光线变化并作出反应,它依靠特殊的材料来实现这些功能。这些材料主要分为电致变色、光致变色、热致变色这几大类。简单说,这些材料会随着电、光、热等外界条件变化而改变自身颜色和透光特性,有效地控制太阳辐射能量进入室内,以达到建筑节能的目的。但是,含有电致变色材料的智能窗户为了保证正常运作,也需要有能量供应。因此,在现有建筑中安装这些智能窗户,其过程会显得相对复杂,例如要连接电源、进行布线等等。

针对上述问题,美国普林斯顿大学的研究人员采用了新型太阳能技术。他们开发出了一种特殊的智能窗户:一种“自供电”的版本,且成本低廉,便于在现有的窗户上安装应用。该系统采用太阳能电池有选择性的吸收近紫外光,从而实现完全自供电。这项研究的论文于6月30日发表于《自然能源》杂志。

该校Andlinger能源中心主任称:“太阳光是电磁辐射的混合物,由近紫外射线、可见光和红外线(热量)组成。我们想通过智能窗户动态控制自然光线的量和能够进入室内的热量,节约能耗以及让空间变得更加舒适。”这种智能窗户能够控制进入建筑内部的可见光和红外线,而这种新型太阳能电池使用近紫外线为系统运行提供能量。由于近紫外光对于人眼来说是不可见的,所以研究人员打算利用它作为激活这种“变色技术”所需要的电能。

根据研究人员在论文中的描述,他们采用有机半导体,弯曲的六苯并蒄(cHBC)衍生物,制造这种太阳能电池。他们之所以选择这种材料,是由于它的化学结构可以修改,用于吸收窄波段的光线。制造这种太阳能电池的方法,与有机发光二极管制造商所用的制造方法相同,就是将半导体分子沉积在玻璃上形成薄膜。当太阳能电池运行时,太阳光激发cHBC半导体产生电能。

同时,研究人员设计的这种智能窗户也由电致变色聚合物组成,它可以控制变色,可完全由太阳能电池产生的能量维持运行。当从太阳发出的近紫外光在太阳能电池中产生电荷,电荷将会触发电致变色窗户中的反应,让它从透明变为深蓝。一旦颜色变暗,智能窗户将阻挡80%的光线。

普林斯顿大学的团队旨在设计一种柔性、自供电的智能窗户系统,能够通过层压应用于现有的窗户。称:“某人在他的房屋或者公寓里,将采用这些无线智能窗户层压制品(它具有剥离的粘性的支撑),且将它们安装到窗户的内部。那么你将可以通过手机应用程序(app)控制进入房间的太阳光,从而迅速提高能量效率、舒适度和隐私。”

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