窗户贴上一层厚度仅A4纸万分之一的薄膜,就能保持采光又可发电。

南洋理工大学星期四(5月14日)宣布,经过十多年努力,成功制成厚度10纳米(1纳米为10亿分之1米)的钙钛矿(Perovskites)半透明太阳能薄膜,并已在新加坡和美国申请核心技术专利,正与国内外厂商洽谈商业合作。

项目负责人、南大数理科学学院和材料科学与工程学院安娜丽莎·布鲁诺(Annalisa Bruno)副教授指出,俄罗斯虽于两个世纪前发现钙钛矿,但直到2009年,才有日本科学家把它用在太阳能发电。

从2015年开始,布鲁诺带领六名研究人员反复试验,终于研制出厚度只有A4纸万分之一的超级太阳能薄膜,此厚度大约为一般同类产品的50分之一。

据这名来自意大利的科学家介绍,与安装在屋顶或空旷地的硅制太阳能板不同,钙钛矿半透明薄膜材料可贴在建筑外立面玻璃窗上,即使太阳光被云层断断续续遮住,也能相应调整发电。

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“我们希望新技术不仅造福新加坡,而且为世界能源发展做出贡献。”

布鲁诺说,太阳能薄膜的原理和传统硅制太阳能板类似,只是产品越薄,透光越好。如果一座市中心高层办公楼的外立面玻璃使用新薄膜,每年可能产生相当于100套四房式组屋单位一年所用的电量。

研究获多方经费支持 为建筑设计带来颠覆性技术

除南大外,这项研究还得到教育部、经济发展局、国立研究基金会等多个机构的经费支持。相关论文于今年3月,在美国化学学会(American Chemical Society)旗下的能源材料领域国际学术期刊ACS Energy Letters上发表。

超级薄膜通过“热蒸发”技术制成,图中手套状充气黑色塑料正是研究员用来伸进白色“热蒸发”容器,以进行操作的工具。由安娜丽莎·布鲁诺副教授(中)带领的研发团队,还包括阿尔巴内西(Edoardo Albanesi,左)及黛维(Herlina Dewi)博士。(周国威摄)
超级薄膜通过“热蒸发”技术制成,图中手套状充气黑色塑料正是研究员用来伸进白色“热蒸发”容器,以进行操作的工具。由安娜丽莎·布鲁诺副教授(中)带领的研发团队,还包括阿尔巴内西(Edoardo Albanesi,左)及黛维(Herlina Dewi)博士。(周国威摄)

布鲁诺向记者解释,超级薄膜通过一种叫“热蒸发”(thermal evaporation)的技术制成,即用类似一般烤箱里200至300摄氏度的温度,将原材料加热蒸发,再让蒸汽形成一层薄膜。

剑桥大学能源材料与光电学教授斯特兰克斯(Sam Stranks)受询时说:“这项研究结果显示,薄膜在透光与发电效率之间取得可期的平衡;接下来的关键是在更大范围内测试薄膜的长期稳定性和耐用性。”

PLY+AC Architects建筑设计公司执行董事吕佩雯则告诉《联合早报》记者,钙钛矿薄膜是一项颠覆性技术,将为建筑设计带来更多机遇。

不过,她也提醒,本地对于太阳能光伏建筑一体化的应用目前仍处于研究与评估阶段,在防火安全方面的要求尤为严格。

“与电力相关的火灾,若仅用水扑灭,反而可能因导电而对消防员造成触电危险。这类产品在安装于建筑立面之前,必须通过新加坡民防部队的相关安全认证。”