上海電力學(xué)院研究人員在世界上首次設(shè)計并制備出一種“熱致變色太陽能電池”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)展而來的，是一種具有很大應(yīng)用前景的綠色科技。它既可以通過感知外界環(huán)境太陽光的強弱，自發(fā)地改變其顏色實現(xiàn)可調(diào)的可見光透過率，也可以同時產(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)過材料的篩選和研發(fā)，發(fā)現(xiàn)在目前最熱門的新型太陽能電池材料——鹵化物鈣鈦礦中存在一類純無機的鈣鈦礦材料，在這種材料中可實現(xiàn)穩(wěn)定的可逆結(jié)構(gòu)相變。分子動力學(xué)模擬揭示了鈣鈦礦晶格中空位輔助的相變機理。這種相變可導(dǎo)致其巨大的晶體結(jié)構(gòu)變化，使得無機鈣鈦礦擁有兩個截然不同的態(tài)，其中一個態(tài)具有很高的可見光透過率，確保大部分可見光透過，作為普通玻璃透光；而另外一個態(tài)則具有很強的光吸收，光透過率降低，作為光伏玻璃能夠產(chǎn)生電能。通過選擇合適的器件結(jié)構(gòu)和電極材料，可保持整個器件在重復(fù)的相轉(zhuǎn)變循環(huán)過程中的環(huán)境穩(wěn)定性。

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