Небоскребы со стеклянным фасадом в скором времени смогут сами производить энергию. И не за счет солнечных панелей, ветрогенераторов или геотермального тепла. Наука идет дальше и предлагает два новых варианта.
- Ученые из Мичиганского университета предлагают разместить между стеклами стеклопакета прозрачный органический солнечный элемент. Команда исследователей установила рекорд эффективности таких гибких батарей: 8,1% (ранее 2-3%) и прозрачность 43,3%. И никакого кремния, делающего производство обычных солнечных панелей недешевым и весьма вредным процессом. Всё на основе полимеров из органической химии.
- Вторая новинка - от компании UbiQD, занимающейся инновационными материалами. Ее специалисты предлагают «тонировать» стекла небоскреба квантовыми точками - микроскопическими частицами, которые умеют собирать солнечную энергию в ощутимом масштабе. Визуально такое стекло и вовсе неотличимо от обычного.
Квантовые точки
«Квантовые точки - это маленькие «наночастицы» материала, совсем крошечные. 100 000 квантовых точек соответствуют размеру ногтя. Их можно настраивать по фотолюминесцентным и спектральным характеристикам», - говорят в компании UbiQD.
В настоящее время в зданиях США и Нидерландов действуют испытательные установки с использованием панелей размером 1 квадратный метр «с точками».
С ядром из сульфида меди индия и оболочкой из сульфида цинка эти квантовые точки являются крошечными полупроводниками, которые могут манипулировать светом. Эффективность преобразования энергии этих панелей составляет 3,6%.
Hunter Mcdaniel, основатель и генеральный директор UbiQD, базирующейся в штате Нью-Мексика, говорит:
«Близится мир, в котором сбор солнечного света будет повсеместным. Наши города будут питаться от тонированного квантовыми точками стекла на небоскребах».
Сейчас компания UbiQD заключила партнерство с Nanosys, производителем квантовых точек, для разработки люминесцентных тепличных пленок.
Квантовые точки обучат методу флуоресценции (излучение, возникающее в молекулах вещества под влиянием света) для создания оптимального оранжевого светового спектра для сельскохозяйственных культур.
Прозрачные солнечные батареи
КПД стандартных солнечных батарей на основе кремния - 15-20%, то есть такое количество электричества получается от общей массы солнечного излучения, попадающего на фотоэлементы.
Эффективность органических (на полимерах) солнечных батарей – 13,2 % от компании Heliatek. Но их элементы не прозрачные, как у команды ученых и инженеров University of Michigan (в команду также входят North Carolina State University и SLAC, лаборатория Министерства энергетики США на базе Stanford University, а также - Soochow University из Китая).
Роща возле University of Michigan. Левый вид - через нейтральную по цвету прозрачную солнечную панель. Справа - видна более эффективная прозрачная солнечная панель с зеленым оттенком.
Прозрачность – главное в таких солнечных элементах.
Пока они имеют легкий зеленый оттенок. Исследователи говорят, что «они похожи на серый цвет солнцезащитных очков и автомобильных стекол».
Обычно высотки со стеклянными фасадами имеют покрытие, которое отражает и поглощает часть света, чтобы уменьшить яркость и нагрев внутри здания.
А теперь эту энергию – благодаря встроенным солнечным панелям в стеклопакетах - можно не выбрасывать, а направить в электросеть.
Подписывайтесь на Телеграм-канал Лахта Центра
https://t.me/lakhtacenter