Небоскребы с окнами в качестве высокоэффективных источников энергии становятся реальностью благодаря последнему открытию группы исследователей. Их новые, нейтральные по цвету, полупрозрачные фотоэлектрические солнечные панели имеют более высокую эффективность, чем другие доступные прозрачные варианты.
Солнечная энергия используется многими различными способами, и ученые по всему миру изо всех сил стараются придумать более эффективные и экономичные методы для этого. Солнечное дерево, солнечные панели, которые работают ночью, и те, которые производят электроэнергию и тепловую энергию, - вот некоторые из этих интересных новых методов.
Учеба
Исследователи из Мичиганского университета смогли достичь эффективности 8,1% на 43% прозрачных солнечных элементах на основе органического углерода, которые могут быть установлены в качестве окон в высотных зданиях. Они основаны не на обычном кремнии, а на органическом материале на основе углерода. И говорят, что они имеют легкий зеленоватый оттенок, больше похожий на сероватый оттенок солнцезащитных очков.
Идея
Большинство этих окон небоскребов сделаны с наружным покрытием, которое может поглощать часть солнечной энергии, а затем отражать часть ее. Метод, который помогает сохранить эти здания более прохладными и не слишком яркими. Ученые использовали эту идею и заставили ее использовать больше энергии, которая впоследствии может быть использована для потребления энергии в здании.
По словам Юнси Ли, помощника ученого-исследователя в исследовании, “Новый материал, который мы разработали, и структура устройства, которое мы построили, должны были сбалансировать несколько компромиссов, чтобы обеспечить хорошее поглощение солнечного света, высокое напряжение, высокий ток, низкое сопротивление и нейтральную прозрачность цвета одновременно,”
Специальный материал
Говорят, что органический материал на основе углерода поглощает большую часть волн ближнего инфракрасного диапазона, которые в изобилии присутствуют в солнечном свете. Для видимого света он прозрачен. И чтобы увеличить энергию, генерируемую обоими этими способами, ученые создали "оптические покрытия".
Они сделали две версии материала. Нейтральный по цвету вариант был изготовлен с электродом из оксида индия и олова, а слегка зеленоватый, который давал выход с эффективностью 10,8%, был изготовлен с серебряным электродом, который имел прозрачность 43%.
"Эффективность использования света" этих материалов была намного выше, чем ранее известные попытки, которые привели примерно к 2-3 %. В исследовании серебряные электроды имели эффективность использования света 5%, а версия с оксидом индия и олова-3,5%.
Ученые говорят, что оба этих материала могут быть изготовлены в больших масштабах и будут гораздо менее токсичными, чем другие прозрачные аналоги. Прозрачный материал также можно поместить между стеклопакетами.
Они надеются повысить эффективность использования света по крайней мере до 7% и сделать фотоэлектрический элемент долговечным в течение десятилетия. Эффективная технология, подобная этой, определенно добавила бы эффективного использования этим заоблачным явлениям. Желаю им всяческих успехов!
Исследование было проведено совместными усилиями ученых из Мичиганского университета, Университета Сучжоу в Китае, Университета штата Северная Каролина и Национальной ускорительной лаборатории SLAC.