Об окнах, способных собирать собирать энергию от солнца, исследователи поговаривают давно, особенно в течение последних нескольких лет. Претворить в жизнь заманчивую идею, кода окна не только пропускают свет, но и собирают энергию, мешала лишь их недостаточная эффективность. Имеющиеся разработки были не способны обеспечить восполнение энергетических затрат на строительство и эксплуатацию здания созданного с такими окнами. Новая разработка австралийских исследователей может изменить это.
Первое применение технологии полупрозрачных солнечных элементов будет использовано для многоэтажных зданий.
Полу-прозрачные солнечные элементы были изготовлены исследователями из Университета Монаш и CSIRO (Австралийское национальное научное агентство) и возглавлялись членами Центра передовых технологий ARC в области науки об экситонах. В камерах используется перовскит, который может эффективно преобразовывать ультрафиолет и видимый свет в электричество — органический полупроводник, который заменяет материал для переноса дырок, известный как Spiro-OMeTAD, для повышения стабильности. Устройство и дизайн новых окон, как утверждают инженеры, привел к достаточной эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую, способную конкурировать солнечными батареями, располагающимся на крыше зданий.
«Солнечная крыша имеет эффективность преобразования от 15 до 20 процентов», — говорит профессор Яцек Ясеняк из Экситонского университета науки и университета Монаш. — Полупрозрачные ячейки имеют эффективность преобразования 17 процентов, при этом пропуская более 10 процентов входящего света, поэтому они находятся прямо в зоне. Давно мечтал иметь окна, которые генерируют электричество, и теперь это выглядит возможным».
Исследователи говорят, что окна, окрашенные до того же уровня, что и нынешнее коммерческое остекление, могут генерировать около 140 Вт электроэнергии на квадратный метр. И они считают, что дополнительные затраты на внедрение технологии в большие окна, используемые в многоэтажных зданиях, будут незначительными.
«Но даже с дополнительными расходами, здание затем получает электричество бесплатно», — добавил Ясеняк.
В настоящее время команда рассматривает возможность внедрения этой технологии в коммерческую продукцию вместе с крупнейшим австралийским производителем стекла Viridian Glass.
«Разработка таких солнечных окон предоставляет возможность, которая может привести к новым стеклянным инновациям и технологиям в будущем», — сказала Джатин Ханна. Хотя до того, как мы увидим первое коммерческое приложение, может пройти до 10 лет, в зависимости от того, насколько хорошо технология масштабируется.
Но ведущий автор исследования доктор Jae Choul Yu уже стремится улучшить эффективность преобразования в новом дизайне.
«Наш следующий проект — тандемное устройство», — сказал он. «Мы будем использовать солнечные элементы на основе перовскита в качестве нижнего слоя и органические солнечные элементы в качестве верхнего. И, как мы недавно видели, тандемные солнечные элементы могут быть очень эффективными».
Документ об исследовании будет опубликован в следующем месяце в журнале Nano Energy, но ранний выпуск доступен онлайн.
Источник: Экситон Наука
