这台显示器和窗户可以与太阳能电池板组合吗？ PATAT / Shutterstock.com

想象一下，站在一扇窗户前，观察视图。 你听到有人进入你身后的房间。 到你了。 “欢迎，”你说。 “这是我想给你看的视频。”按下按钮后，视图消失，窗户变成高清电视屏幕。

不，你的朋友不是詹姆斯邦德，你也不是下一个问。尽管你观看视频，但你的窗口电视正在尽可能地帮助避免全球灾难，就像任何邦德电影配件一样。 你看，它也是一个太阳能电池板，不断从太阳中收获可再生能源。 气候变化问题不是一个典型的电影supervillain，但它比一个更棘手的问题 金手指 构成。 更糟糕的是，人类努力用现有技术来解决它 工作速度不够快.

英雄们正在向救援行动前进，这可能是一种新技术 有机半导体，这是一种仅在特定条件下才能导电的材料的新方法。 现代电子产品中的大多数半导体都是由结晶的岩石构成的 像硅这样的元素。 相反，有机半导体主要由碳基分子构成。 他们少了 能量 比传统的半导体。 例如，传统的光伏电池可能需要数年的时间来产生尽可能多的能量来构建它; 一个有机光伏电池 只需要几个月.

然而，也许有机半导体最令人兴奋的是可以设计出灵活，轻量，有色或完全透明的分子。 我在实验室工作我们设计并测试了具有特定目标特性的新型小分子，如在窗户，屏幕和太阳能电池板上制作简单的透明窗格。

捕捉太阳能

制作太阳能电池板也是一个窗口，需要一点创意：它必须吸收光线，发电，让光线通过，让人们看到和看到。

我们的材料利用了这样一个事实，即窗户只需要传输人类可见光; 在我的实验室中，我们可以制造只吸收紫外和红外光的分子，我们眼睛看不到的光波长。 无论如何，这些都是我们并不真正想要通过窗口的部分光谱。 紫外线 给你晒伤。 红外线很热： 过滤掉 可以节省空调的能源使用和费用。 确实，我们的方法并不能完全捕捉阳光中的所有能量，但没关系。 该 每小时到达地球的太阳能量 is 比一年中所有的人类用途都要多.

翻转过程

有机半导体对制造显示器和显示器也很有用。 如果你仔细想想，屏幕基本上是一个太阳能电池板向后运行。 它通过电流产生光。 都 太阳能板 和 显示屏幕 涉及光与电之间的转换。 就像我们可以设计透明有机半导体一样，我们可以设计在施加电流时发出特定颜色光的分子。

将一个发射红色的分子，一个发射蓝色的分子和一个发射绿色的分子放在一起，并且你有一个有机发光二极管。 这些是电视和显示器市场上OLED显示屏已知的关键。

为了打造一个智能窗户，我们需要将两层有机半导体 - 一层用于从阳光发电，另一层用于发光 - 放置在透明导电材料的平底锅上，如 氧化铟锡。 这些技术存在，但是 尚未出售.

把碎片放在一起

• 编者

这个设备的一半已经 可商购：高能效的高分辨率OLEDs 在市场上受到重创 用于家庭和办公室电视。

公司 卖有机太阳能电池板， 乃至 有机太阳能面板窗户，刚刚开始。 正在进行的研究工作，如矿山，旨在优化这些材料的性能，提高其效率，并使其更耐用。

随着我们对组件的改进，我们也会找到将有机半导体太阳能电池和有机半导体显示器集成在一起的方法。 这可能还有几年的时间，但这样做肯定有动力，有很多可能的应用。 一辆带智能车窗的电动车可以收集足够的太阳能 将汽车10每天驾驶至15英里，足以应付典型的通勤。 驾驶方向也可能出现在挡风玻璃上。 任何地方都有一扇窗户 - 无论是在摩天大楼还是移动房屋中 - 都可能有一扇智能窗户，节省空间，节省能源，让乘客感觉像詹姆斯邦德。

关于作者

凯瑞Rippy，博士 候选人在化学， 科罗拉多州立大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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