Науковці з Наньянського технологічного університету в Сінгапурі розробили напівпрозорі ультратонкі сонячні елементи.
Дослідницька команда під керівництвом Анналізи Бруно створила перовскітні сонячні елементи, які приблизно в 10 тисяч разів тонші за людське волосся і близько в 50 разів тонші за звичайні перовскітні елементи. Незважаючи на це, вони досягли надзвичайно високих показників ефективності перетворення енергії, зафіксованих для таких ультратонких елементів.
Результати досліджень відкривають можливості для інтеграції цих елементів у будівлі, транспортні засоби та носимі пристрої. Оскільки ці елементи напівпрозорі і не змінюють колір, їх можна встановлювати на фасадах будівель та вікнах без значних змін у зовнішньому вигляді.
“Будівельний сектор споживає приблизно 40% світової енергії, тому технології, які дозволяють безперешкодно перетворювати поверхні будівель на джерела енергії, стають все більш актуальними. Наші перовскітні сонячні елементи мають значні переваги, оскільки їх можна виготовляти за допомогою простих процесів при відносно низьких температурах. Крім того, їх можна налаштувати на поглинання певних довжин хвиль, зберігаючи при цьому прозорість, і потенційно масштабувати на великі площі, зменшуючи їх вуглецевий слід”, — зазначає Анналіза Бруно.
На відміну від традиційних кремнієвих сонячних елементів, ці пристрої здатні генерувати енергію навіть при непрямому сонячному світлі та розсіяній освітленості. У разі масштабування технології з збереженням характеристик, великі скляні фасади можуть бути перетворені на генератори.
За попередніми оцінками, встановлення сонячних батарей на великій будівлі зі скляним фасадом теоретично дозволить генерувати кілька сотень МВт·год на рік. В залежності від корисної площі скляної поверхні, а також розташування і архітектурних особливостей будівлі, рівень генерації електрики може відповідати річному споживанню приблизно 100 чотирикімнатних квартир.
Для виготовлення ультратонких комірок дослідники застосували термічне випаровування. Цей процес передбачає нагрів вихідних матеріалів у вакуумній камері до повного випаровування. Потім пара осідає на поверхні, формуючи тонку плівку.
Це дозволяє наносити надтонкі однорідні шари перовськіту на великі площі. Завдяки термічному випаровуванню також вдається уникнути використання токсичних розчинників і зменшити кількість дефектів у сонячних елементах, покращуючи їх здатність генерувати електрику з сонячного світла.
Регулюючи процес, дослідникам вдалося контролювати товщину шару перовськіту та створювати як непрозорі, так і напівпрозорі елементи. Розробники зазначають, що це вперше, коли ультратонкі перовскітні елементи були виготовлені з використанням лише вакуумних процесів.
СпецпроєктиТОП пристроїв Garmin: що вибрати для спорту, подорожей і життя«Синергія Сіті» та Banda презентували нову стратегію і наступну чергу комплексу. Чим вони здивували
Використання цієї технології дозволило отримати ультратонкі поглинальні шари перовськіту завтовшки до 10 нм, зберігаючи корисні характеристики. У непрозорих елементах комірки досягали ефективності перетворення близько 7%, 11% та 12% для шарів завтовшки 10, 30 та 60 нм.
Напівпрозора комірка з шаром перовськіту завтовшки 60 нм пропускала близько 41% видимого світла з ефективністю перетворення 7,6%. За словами дослідників, це один з найкращих показників для перовскітних напівпрозорих сонячних елементів з аналогічних матеріалів.
Науковці наразі ведуть переговори з компаніями щодо тестування та стандартизації технології. Вони також працюватимуть над покращенням показників довготривалої стабільності, довговічності та характеристик елементів перед тим, як запропонувати їх для комерційного використання.
Результати дослідження опубліковані в журналі ACS Energy Letters
Гібридна сонячна панель перетворює дощову краплю у 110 В напруги
Джерело: TechXplore
Це справжній прорив для екології та енергоефективності! Прозорі сонячні панелі можуть кардинально змінити вигляд міст і допомогти зменшити споживання енергії без втрати естетики. Дуже цікаво!
Абсолютно вірно! Прозорі сонячні панелі відкривають нові можливості для екологічного будівництва, поєднуючи енергоефективність із сучасним дизайном. Це крок до сталого майбутнього міст.