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神奇!玻璃窗能发电:你相信吗?

2017年09月06日 11:15    作者:    来源:新华网    [纠错]

  节能玻璃:双层玻璃窗

  我们知道,物理学上热量的传递有三种形式:对流、传导和辐射。热空气上升,冷空气下降,通过循环流动使温度趋于均匀,这个传递过程就是热对流。将金属匙的一端放入热水中,露出热水的另一端也会热起来,这就是热传导。物体因自身的温度,而具有向外发射能量的本领,叫做热辐射,如太阳的热量就是以热辐射的形式传给地球的。

  我们在日常生活中,经常能感受到热传导现象。普通建筑物的热量传递主要是通过门和窗户是进行。太阳光透过玻璃窗进入房间内,房间温度就会升高,空调房里的冷气也会通过门缝吹到外面。

 

   双层玻璃

  双层玻璃节能的原理是这样的:两片玻璃镶嵌在框架内,空隙填充了空气或氩气等无毒气体。由于空气层分子密度远小于玻璃的分子密度,内外层玻璃间又没有直接接触,当玻璃与空气分子形成能量输运时,输运的能量被空气层打了折扣,再加上双层玻璃空隙的内表面涂有一层抗辐射膜,从而能够有效阻断热辐射。

  因此,双层玻璃窗大大阻隔了热的传递,夏天能阻止室外的热量进入室内,冬天能阻止室内热量溢出室外,使得建筑冬暖夏凉,从而达到高效节能的效果。

 

      太阳能玻璃发电窗示意图

  玻璃窗能发电:你相信吗?

  美国的Pythagoras太阳能公司开发了一种新型绿色建筑材料——太阳能玻璃。与它能够阻挡太阳辐射,同时收集阳光将其转换为太阳能,它还能过滤猛烈的阳光和过高的热度,提供良好的自然采光,减少白天对人工照明的使用。这种玻璃主要是利用红外辐射发电,降低了昼光温度,并且可见光透光率很好,这是多数向南的办公大楼所需要的。

  为什么双层玻璃窗也能发电?这是因为,这种双层玻璃的表面分别涂上了特制的染料膜,当太阳光照射到双层玻璃窗表面时,覆膜染料中的分子吸收太阳光后获得能量,发射的是磷光而不是荧光。由于发射磷光的电子在激发态逗留的时间太长,它的能量可能在发射磷光前就被邻近的分子夺取,也就是说将吸收的太阳能从一个染料分子传递到另一个分子,最后这种传递到达了玻璃边缘的太阳能电池板上,并迅速地被电池板接受,并转化成电能。这就是双层玻璃窗凭借特制染料膜采集太阳能进行发电的原理。

 

  本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

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