Ключови изводи
- Изследователи в Австралия са разработили специална полупрозрачна слънчева клетка.
- Той е малко по-малко ефективен от традиционните слънчеви панели, но пропуска достатъчно светлина, за да се използва като прозорец.
- Изследователите искат да инсталират тези полупрозрачни прозорци, генериращи електричество, в небостъргачи, на които обикновено липсва покривно пространство за традиционните слънчеви панели.
Изследователите са измислили иновативно решение за превръщане на градските очи в генератори на чиста енергия.
Екип от австралийски изследователи създадоха полупрозрачни слънчеви клетки, за които те разбират, че един ден могат да позволят на небостъргачите да генерират собствена енергия. Прозрачните слънчеви клетки са направени от перовскитни клетки, които често са приветствани като бъдещето на слънчевите клетки.
„Тази работа осигурява голяма стъпка напред към реализирането на високоефективни и стабилни перовскитни устройства, които могат да бъдат използвани като слънчеви прозорци, за да изпълнят това, което е до голяма степен неизползвана пазарна възможност,“професор Яцек Ясиеняк от Департамента по материалознание и инженерство в университета Монаш, се казва в съобщение за пресата на университета.
Охранен Windows
Кристалният силиций е предпочитаният избор за изграждане на слънчеви панели от десетилетия. Изследователите обаче търсят алтернативи, главно поради скъпия и интензивен процес на създаване на базирани на силиций слънчеви панели.
Перовскитните слънчеви клетки се очертаха като обещаваща алтернатива. Перовскитът получава името си заради специфичната си кристална структура. Германският учен Густав Роуз го открива през 1839 г. Перовскитите са лесни за синтез и тяхната отличителна структура ги прави много ефективни като фотоволтаици (PV) за преобразуване на слънчевата светлина в енергия.
Върху това, екипът от изследователи от ARC Center of Excellence in Exciton Science, ръководен от професор Jasieniak, създаде перовскитни клетки с ефективност на преобразуване от 15,5 процента, като същевременно пропуска повече от 20 процента видима светлина. За да поставим това в перспектива, покривните силициеви клетки обикновено имат ефективност от около 20 процента.
През 2020 г. същата група изследователи произведоха полупрозрачни перовскитни слънчеви клетки със 17 процента ефективност на преобразуване на енергия и можеха да пропускат 10 процента видима светлина.
Докато ефективността на преобразуване на енергия в най-новите изследвания е с няколко степени по-ниска от предишните резултати на екипа, количеството видима светлина, през което новият материал позволява да премине, се е удвоило. Изследователите твърдят, че това значително би увеличило техния потенциал за използване в широк спектър от приложения в реалния свят.
"[Полупрозрачните слънчеви клетки] привлякоха значително внимание на пазара на интегрирани в сгради фотоволтаици (BIPV), тъй като те значително увеличават наличната повърхност, която може да се използва за генериране на електричество в градска среда, " бел. изследователите. „Освен това, те също така имат предимството да намаляват навлизането на топлина в сградите чрез частично абсорбиране и отразяване на слънчевата светлина.“
Стъпка по-близо
Друго подобрение в перовскитните слънчеви клетки, създадени като част от най-новите изследвания, е дългосрочната стабилност при тестване за непрекъснато осветление и нагряване, което според изследователите имитира условията, на които материалът би се сблъсквал при употреба в реалния свят.
Понастоящем сградите не са изградени за фасади, генериращи енергия.
„Науката в основата работи и концепцията е фантастична, особено за сгради с огромни стъклени фасади и сравнително малко покривно пространство, достъпно за конвенционалните силициеви фотоволтаици,“д-р. Джеймс О'Шей, доцент и читател по физика. Факултетът по физика и астрономия и Енергийният институт на университета в Нотингам, казаха на Lifewire в имейл.
Ланс Уилър, научен сътрудник в Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL), също е развълнуван от разработката. „Показателите за ефективност и прозрачност на фотоволтаичните прозорци с перовскит продължават да нарастват и могат да доведат до въздействия в реалния свят“, каза Уилър пред Lifewire по имейл.
Въпреки това Уилър изтъкна, че трябва да се обърне внимание на няколко области в допълнение към ефективността и прозрачността, преди да видим тези полупрозрачни фотоволтаични прозорци да се използват повсеместно.
Като начало, те ще трябва да приемат естетически приемлив цвят. Уилър каза, че перовскитните клетки са жълти, оранжеви или червени и трябва да има допълнителен слой за промяна на цвета към неутрални сиви или фини сини и зелени, които са най-често срещаните за прозорци.
Wheeler също така призна, че докато перовскитните материали са изминали дълъг път по отношение на издръжливостта, интегрираните в сградите приложения са дори по-взискателни от слънчевата енергия на покрива или в мащаба на комуналните услуги, тъй като повредата и подмяната са по-скъпи и разрушителни за обитателите.
д-р. O'Shea предложи перовскитните слънчеви клетки може би да се използват в тандем с традиционния силиций, за да се направят хибридни клетки с по-голяма ефективност. Той е убеден, че развитието на слънчевите прозорци ще помогне за стимулиране на зрелостта на технологията за перовскитни соларни клетки, което ще доведе до нарастващото им приемане през следващите години.
"Понастоящем сградите не са построени, за да поемат генериращи енергия фасади", посочи Уилър. „Трябва да има образование и промяна в строителната индустрия, преди това да се случи в голям мащаб.“
