天天报道:低光太阳能电池如何助于脱碳

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低光太阳能电池如何助于脱碳

随着最新一代家用设备越来越多地连接和物联网(IoT)，染料敏化太阳能电池终于可以实现其潜在的前景，并帮助减少数十亿制成品的碳足迹。

随着太阳能光伏变得越来越普遍，世界对它如何将光转化为电能有了更好的了解。从大到足以为整个城镇供电的太阳能电池板，到足以为手机充电的便携式太阳能电池板，各家企业都在不断探索和拓展，如何以更可持续的方式利用光为日常生活提供动力。染料敏化太阳能电池(DSSC)就是一个很好的例子。它们最初是在20世纪80年代末被开发出来的，用来模拟光能的自然吸收，并将任何可见光(不仅仅是直射阳光)转化为电能。然而，尽管生产成本相对较低，但染料敏化电池的功率密度与传统的硅太阳能技术相比并不具有竞争力，因此在30年的时间里，DSSC只是一种新鲜事物。然而，真正有希望的是此类设备在弱光条件下的性能，如室内或有阴影的室外位置，即使那些早期的DSSC的性能并不比用于太阳能计算器的非晶硅电池好多少。快进到现今，化学和设计方面的突破性进步使低光太阳能电池更加高效，并提供更高的功率密度，开辟了新的市场可能性。时机再好不过了。社会对连接设备和物联网的依赖导致了数十亿消费电子设备和传感器的制造。这引起了人们对物联网对环境影响的担忧，因为这些设备中的一次性电池会大大增加电子垃圾和碳排放。然而，低光电池显示了太阳能行业如何在这类电器中引领一个新的脱碳领域。弱光功率近一半的物联网传感器安装在建筑物内，在建筑物内，可变的弱光条件是常态。诸如那些非晶硅计算器电池之类的光伏技术，在现实世界，弱光操作条件下无法产生足够的功率来为连接的设备供电。与此同时，砷化镓电池等高性能、低光照的光伏技术价格高昂，只适用于空间卫星和研究应用，而不适用于大众电子产品。现今的低光太阳能电池，可以从间接光和人造光中获取能量，为无数的设备创造无尽的电源。室内光和室外弱光环境是动态的，通常比假设的要昏暗。因此，它们需要突破性的功率密度来提供可靠的性能。以具有竞争力的价格实现高功率染料敏化太阳能电池，不仅为设备制造商提供了新的可持续发展机会，也为设备工程师在一次性电池供电设备上无法实现的设计可能性打开了大门。供应链脱碳屋顶太阳能已经成为企业通过现场发电来抵消建筑运营排放的一种有效、方便的解决方案。虽然这有效地减少了所谓的“范围1”和“范围2”的碳排放，但将太阳能安装在工厂屋顶上与建筑内生产的实际产品之间仍然存在脱节。重新审视产品在供应链中的生产方式，以及相关的“范围3”排放，太阳能行业不仅可以提供大规模发电，还可以成为日常生活的电力来源。例如，当涉及到电子设备时，制造商在利用太阳能的优势的供应链上做出的一个合乎逻辑的改变是淘汰一次性电池。以遥控器为例。德国电池制造商Varta估计，每节AAA级电池的温室气体排放量相当于61克二氧化碳。大多数遥控器需要两节AAA电池，平均使用寿命为一年左右。遥控器的平均使用寿命是7年，在此期间需要14块电池。根据美国环境保护署的数据，仅在美国，每年就有大约30亿块电池被售出，平均每个家庭32块，或每人10块。典型的消费者拥有两节纽扣电池和10节A,AA,AAA,C,D或9V干电池，每年扔掉8节家用电池。即使在环保意识很强的加州，也只有0.55%的碱性电池被回收。除了在垃圾填埋场产生大量有害废物外，电池的生产和处理本身也有很大的碳足迹。通过从日常光线中获取能量，使用低光照太阳能电池取代一次性电池，制造商可以更快地实现电子设备的可持续发展目标，特别是通过减少范围3的供应链排放。阳光之外的太阳能电源是一种元资源，因为当今的现代世界都围绕着消费电子设备和设备。在未来十年，还有数十亿的设备和无线传感器进入市场。然而，可靠、经济、可持续地为这些设备供电的挑战继续限制了物联网的大规模发展。能量收集技术是一项变革性的、一代一次的、改变世界的进步，低光太阳能电池使太阳能行业再次处于强大的地位，引领大规模的脱碳。

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