Перетворюють вікна на сонячні панелі: дослідники з Лондону презентували нові напівпрозорі елементи

Міжнародна група дослідників з Університетського коледжу Лондона розробила напівпрозорі сонячні елементи, які можна встановлювати на вікна.

Читайте также: Windows 11 наблизилась до виправлення проблем із сенсорними панелями ноутбуків та меню “Пуск”

Технологія покликана перетворити будівлі на генератори енергії як вночі, так і у похмуру погоду. Нові елементи пропускають 30% сонячного світла, тоді як звичайні вікна — 80%-90%. Як зазначає провідний автор дослідження з Інституту відкриття матеріалів UCL Моджтаба Абді-Джалебі, на дахах зазвичай встановлюють сонячні панелі, однак великі віконні отвори більшості сучасних будівель значною мірою залишаються незалученими для збору сонячної енергії.

За його словами, у довгостроковій перспективі планується створення напівпрозорих фотоелектричних елементів, які будуть такими ж простими у встановленні, як і віконні плівки. З розвитком технології ці елементи можуть виготовлятись у вигляді гнучких плівок, які можна буде наносити безпосередньо на вікна автівок та інші прозорі поверхні для генерації електроенергії.

Провідний автор дослідження Сімінг Хуанг додає, що ще однією перевагою цієї технології є тонування вікон та заощадження електроенергії на охолодженні приміщень. Це особливо актуально для спекотних регіонів, де більша частина енергії витрачається на кондиціонування.

Елементі були виготовлені з перовськіту, який на відміну від традиційних кремнієвих фотоелементів має потенціал для генерації електрики з освітлення в приміщенні, оскільки його склад можна регулювати для кращого поглинання відповідних довжин хвиль світла. Дослідники використали комп’ютерне моделювання для визначення оптимального положення та товщини шарів у сонячній батареї, які б забезпечували прозорість та ефективність.

Читайте также: Ґеймери масово обирають дорожче видання GTA 6

За результатами моделювання науковці створили шар перовськіту завтовшки 185 нм. У традиційних сонячних елементах шар перовськіту у 3-4 рази товстіший. Дослідники додали молекулу 3-трифторметил-1H-1,2,4-тріазол, яка зменшила кількість дефектів у перовськіті, відомих як “пастки”, через які електрони можуть застрягати до того, як енергія буде використана. Ця молекула допомогла стабілізувати кристалічну структуру перовськіту, запобігаючи його деградації з часом. 

Окрім цього дослідники створили прозорий електрод. У перовськітних елементах електрод зазвичай виготовляється з золота та блокує сонячне світло. Для того щоб зробити електрод прозорішим, науковці розмістили тонкий шар золота між двома прозорими шарами оксиду молібдену, це допомогло світлу проходити крізь золото внаслідок зменшення відбиття.

Дослідники створили панель розміром 30 × 30 см та виявили, що сонячні елементи здатні перетворювати 22% яскравого кімнатного світла (1000 лк) на електрику та 14% сонячного світла. Пристрій без додаткових елементів зберіг 80% своєї ефективності протягом 300 годин безперервного впливу світла за стандартного прискореного випробування на довговічність.

Результати опубліковані в журналі Advanced Energy Materials

Читайте также: Акторка Лари Крофт почала займатися скелелазінням заради Tomb Raider: Legacy of Atlantis

Джерело: TechXplore