Fraunhofer ISE开发出高效彩色太阳能电池板 可完美融入建筑物

盖世汽车讯 德国、欧洲乃至全球的能源转型推动了对太阳能电池板的强劲需求。除了高能量产出外，美观和接受度也变得越来越重要。据外媒报道，为了适应这些趋势，弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE，Fraunhofer ISE）研究人员开发出创新太阳能外墙元素，可以几乎隐形地融入建筑物的外部，并且不会显著降低效率。

图片来源：Fraunhofer ISE

随着MorphoColor涂层技术的开发，专家们为德国综合光伏系统的拓展做出了重要贡献。凭借这一开创性的项目，这些研究人员将获得2024年约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫奖（Joseph von Fraunhofer Prize）。

光伏系统并不是建筑师和建筑业主们喜欢的设计元素。Fraunhofer ISE的研究人员Oliver Höhn博士、Thomas Kroyer博士和Andreas Wessels着手改变这一现状，开发出美观的彩色太阳能电池板。这些太阳能电池板具有角度稳定、色彩饱和效率损失最小等特点，因此可以几乎隐形地集成到建筑物外墙中。

灵感来自大闪蝶

对于用于建筑光伏的太阳能电池板而言，有两个关键因素至关重要。首先，它们需要像传统的有色元素一样表现出光学特性；其次，它们仍应能够产生尽可能多的电能。为了应对这一挑战，研究人员从大自然中寻找灵感——并在大闪蝶身上找到了灵感。

“大闪蝶翅膀上的3D光子结构由于低损耗干涉效应而能够产生强烈、角度稳定的彩色印象，”Kroyer解释道。遵循这一生物模型，Fraunhofer ISE的专家成功利用真空工艺将类似的表面结构应用于覆盖太阳能电池板的玻璃背面。根据精细结构，此方法可用于生产各种颜色的玻璃覆盖物。

彩色太阳能电池板涂层系统的性能现已超越生物模型。“独立测量证实，采用MorphoColor涂层的彩色太阳能电池板可达到同类未涂层太阳能电池板的95%左右的功率，”Wessels解释道。这使得MorphoColor技术远远优于市场上所有其他同类技术。

MorphoColor技术：一种具有未来潜力的多功能插入式解决方案

该插入式解决方案可与所有标准的商用太阳能技术以及未来可预见的技术一起使用，而且可以低成本进行工业化生产。具有统一外观的电池和面板技术尤其适合，包括背面接触太阳能电池和瓦片矩阵技术，这也是Fraunhofer ISE开发的一种让人联想到砖墙的组装方法。

“在瓦片矩阵技术中，太阳能电池的导电粘合剂粘合消除了电池之间使用反射金属连接器的需要，从而实现了均匀的外观。这意味着太阳能电池技术在彩色层后面完全不可见。这反过来又可实现完美外观，并完全融入外墙或屋顶，”Höhn解释道。

MorphoColor商标已在欧盟、瑞士、中国、美国、日本和韩国注册。2023年，瑞士太阳能电池板和屋顶及外墙安装系统生产商Megasol Energie AG获得许可，目前正在将MorphoColor技术推向市场。

将太阳能电池板集成到车辆中是另一个有前途的发展领域。Fraunhofer ISE在IAA汽车贸易展上展示了集成MorphoColor太阳能电池板的玻璃车顶和引擎盖。所有主要的德国汽车制造商都对这项新技术表现出了极大的兴趣。