德国研究机构提出了一种基于变形蝶翅膀表面结构的技术,以生产用于外墙和屋顶的彩色BIPV板。据称,该工艺可以用光学效果而非彩色颜料对模块进行着色,因为后者会降低其效率。
除了发电之外,在安装建筑一体化光伏(BIPV)系统时,美学方面的问题也往往与之相关。尤其是当太阳能发电在建筑物的外墙时,更是如此。
考虑到这一点,弗劳恩霍夫太阳能系统研究所(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE)的一组科学家已经开发出一种工艺,使其能够生产出具有均匀表面和不同颜色的太阳能模块,然后可以“几乎看不见”地集成在外墙或屋顶上。
研究人员的技术是基于变形蝶翅膀的表面结构——这是一种美洲热带的蝴蝶品种,具有耀眼的彩虹色翅膀,通常有明显的蓝色区域。这些翅膀具有微米级的精细表面结构,能特异性地反射窄范围的波长。弗劳恩霍夫ISE的科学家们利用真空工艺成功地将类似的表面结构应用于其太阳能模块的盖板玻璃背面。
弗劳恩霍夫ISE的涂层技术和系统负责人Thomas Kroyer说:“开发的闪光想法不是用彩色颜料给组件的盖板玻璃着色,而是模仿蝴蝶翅膀的物理效果。如果在玻璃上涂上颜料,太阳能组件的效率会下降很多,因为光线无法再无阻碍地穿透组件。”
科学家们提出的模块技术被标注为MorphoColor,依靠的是一种光学效应。根据结构的不同,盖板玻璃可以产生明亮的蓝色、绿色或红色。Kroyer表示:“大约93%的光线可以穿透这层玻璃--只有大约7%的光线被反射并引发颜色效应。在真空工艺中蒸汽沉积的盖板玻璃,可以夹层形成光伏模块,或集成到集热器中进行太阳能发热。”
这两种技术都可以应用于制造,只需一条生产线。在未来光伏模块和太阳能热模块可以被赋予相同的颜色,并几乎不可见地安装在屋顶或外墙上。还可以实现完全同质的房屋墙面,并同时提供电力和热能。一种特别开发的组装方法还可以防止被焊接在一起的瓦片大小的光伏电池像棋盘一样透过彩色盖板玻璃闪烁。
德国研究人员目前正在生产条状的太阳能电池,他们将其粘合在一起,使其重叠几毫米,形成一个更大的模块。这就创造了一个均匀的整体,而不会干扰到缝隙或可见的接触线。Kroyer总结道:“你可以从不同的角度看我们的带有MorphoColor涂层的木板光伏模块--仍然保持着均匀的印象。”
