热致变色太阳能电池器件问世 智能光伏玻璃研发获突破

上海电力学院研究人员在世界上首次设计并制备出一种“热致变色太阳能电池”器件。该器件结合光伏发电和热致变色的特征，使智能光伏玻璃的应用成为可能。相关研究近日在线发表于《自然—材料》。

智能光伏玻璃是在光伏玻璃基础上发展而来的，是一种具有很大应用前景的绿色科技。它既可以通过感知外界环境太阳光的强弱，自发地改变其颜色实现可调的可见光透过率，也可以同时产生电能供室内的负载使用，具有双重功能。

该校林佳博士与合作者经过材料的筛选和研发，发现在目前最热门的新型太阳能电池材料——卤化物钙钛矿中存在一类纯无机的钙钛矿材料，在这种材料中可实现稳定的可逆结构相变。分子动力学模拟揭示了钙钛矿晶格中空位辅助的相变机理。这种相变可导致其巨大的晶体结构变化，使得无机钙钛矿拥有两个截然不同的态，其中一个态具有很高的可见光透过率，确保大部分可见光透过，作为普通玻璃透光；而另外一个态则具有很强的光吸收，光透过率降低，作为光伏玻璃能够产生电能。通过选择合适的器件结构和电极材料，可保持整个器件在重复的相转变循环过程中的环境稳定性。

这类智能光伏玻璃提供了一种未来智能建筑的理想解决方案——可以控制光的透过率，同时可以合理地利用太阳光的能量，有望作为建筑物的玻璃、屋顶，以及移动通信设备、显示元件、汽车玻璃和车顶等。