說起建筑和電子產品用的透明太陽能電池，初創公司的首席執行官表示：“這是一種全新的太陽能利用方式。”
普世能源公司（Ubiquitous Energy）的聯合創始人Vladimir Bulovic（左）和Miles Barr（右）正在制作透明的太陽能電池。這種電池可以安裝在手機和窗戶等日常用品上，并產生能量。
攝影：JUSTIN KNIGHT
撰文：Marianne Lavelle
辦公室朝南簡直堪稱噩耗，一到夏天，所有人都熱到冒煙，陽光透過窗戶，長驅直入，炙烤著整個屋子。事實上，今天著名的城市設計師都會為工作區加上經過特殊處理的窗戶，來減少陽光的眩光和熱量問題。
不過，我們能不能變廢為寶，利用好窗戶上的薄膜呢？只用是薄膜來阻隔陽光真是太浪費了，你有沒有想過，它們實際上還可以收集太陽能，為辦公室照明、計算機，甚至空調提供電力。這不是天方夜譚，而是“透明”太陽能技術的核心理念。20多年來，在美國政府和大學研究的支持下，不少初創公司希望能把這一技術迅速投入市場。
借助有機化學，透明太陽能電池正在解決太陽能利用方面最大的攔路虎。雖然迄今為止，太陽能是人類所能接觸到的潛力最大的能源資源，但我們距離駕馭它還很遙遠。安裝在屋頂上的光電面板可以把陽光轉化為電力，但效率最多只有20%。
研究人員一直在設法提高太陽能板的效率。但一些科學家認為，想要真正利用太陽的能量，我們還需要制造出幾乎或完全透明的電池，從而增加鋪設太陽能設備的面積。
硅谷初創企業普世能源公司的首席執行官兼聯合創始人Miles Barr說：“我們必須打開開發太陽能的新思路，因為現在有了很多潛在的可用區域。充分發揮想象力，你會發現其實到處都可以安裝透明的太陽能板。”這家公司是從麻省理工學院和密歇根州立大學的研究者中分離出來的。
不可見光的能量
上過小學的人都知道這樣一個基本事實：太陽是以看不見的紫外線和紅外線，以及可見光形式傳遞能量的。而負責捕捉不可見光的太陽能電池會讓其他光通過；換句話說，它們可以是透明的。
有機化學是這種電池的秘密之所在。早在20世紀90年代早期，科學家就在用碳、氫、氧和地球上的其他元素，嘗試設計分子序列，制造出能夠傳遞電子，即可以導電的材質。美國能源部國家可再生能源實驗室位于科羅拉多州的戈爾登市，那里的高級研究員Nikos Kopidakis告訴我們：“有機化學的魅力在于能創造出各種各樣的材料。這種技術不是萬能的，但能滿足各方面的需求。你可以設計出綠色、藍色、其它任何顏色，甚至透明的材料。”
然而，只捕獲陽光中的不可見光意味著犧牲效率。這也就是為什么Kopidakis的團隊將大部分精力都放在用不透明的有機太陽能電池來捕獲可見光，不過，他們也與馬里蘭州一家名為太陽能窗戶科技（Solar Window Technologies）的小型私營公司合作，一同研發透明的太陽能電池。這家公司希望能把這一理念擴展到建筑市場。
在美國政府的研究支持下，麻省理工學院的科學家于2011年發表了一項研究成果，而普世能源公司的團隊根據這一研究，偶然間發現了一個最佳配方。Barr聲稱：“總體上來說，這是在透明度和能效水平之間做出的折中。我們的技術是在保證高透明度的同時，獲得大量能量。”
在能效方面，普遍能源公司有望提高到至少10%，這個數字小于用硅制造的太陽能電池板所能達到的數值，但可以滿足更廣泛的安裝需求。“我們身邊有上百萬平方米的玻璃表面可供裝配。”
有機的優勢
Kopidakis強調，和傳統用硅制造的太陽能電池板相比，有機太陽能板還有一個優勢。前者通常要用高溫爐處理石英砂中二氧化硅，而有機太陽能涂料所需要的能量則少得多，而且生產的成本也更低。
“我們不需要超高真空室，也不需要加熱到300至400度。”太陽能材料用的是標準薄膜涂層工藝，在室溫環境下就可以完成。普世能源公司的工程師正在生產一種有機光伏結構，比人類的發絲要細1000倍。
本月初，在紅迪網（Reddit）“有問必答”欄目中，從事可再生能源業市場分析的GTM研究公司（GTM Research）的副總裁Shayle Kann強調了這一技術具有成本優勢。但他也認為，對于透明太陽能電池板公司來說，投入足夠的資金進行大量生產恐怕有點難度，屆時他們的產品將與更完善、更高效的傳統電池板一決雌雄。
Barr則表示，普世能源公司計劃先小規模地宣揚這種技術。公司的試生產設施位于加州雷德伍德城，目前正在制造移動設備，設計智能手機原型機、手表和其他小型電子產品。“我們正在考慮如何延長電池壽命，而這也是一個不錯的切入點。”
雖然現在還無法確定透明的太陽能移動設備何時面世、價格多少，但Barr稱自己的團隊希望這項技術不會讓移動設備賣得太貴。而且，消費者最好也別期望在太陽能智能手機上找到太陽能電池板。因為如果一切如公司所愿，這種材料將會是一種隱形涂層，位于設備的顯示屏之下。“理想中的狀況是，誰也看不到它。”
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