Новая конструкция прозрачных солнечных элементов может сочетать высокую эффективность с предполагаемым 30-летним сроком службы, проложив путь для окон, которые также поставляют солнечную энергию.
«Солнечная энергия - самая дешевая форма энергии, которую человечество когда-либо производило со времен промышленной революции», - говорит он. Стивен Форрест, профессор электротехники в Мичиганском университете, который руководил исследованием. «Благодаря этим прозрачным устройствам, установленным на окнах, здание становится электростанцией».
Кремний потеряет позиции
Хотя он остается королем эффективности своих солнечных панелей, кремний не позволяет ему быть прозрачным. Чтобы создать солнечные панели, совместимые с окнами, исследователи исследовали органические или углеродные материалы. Задача команды заключалась в том, чтобы предотвратить быстрое разложение светопреобразующих органических материалов во время использования. В предыдущих экспериментах были получены панели, эффективность которых упала ниже 40% от их стоимости всего за 12 недель.
Изучая природу повреждений, нанесенных этим солнечным элементам, команда пришла к выводу, что им просто необходимо улучшить в нескольких местах. Прежде всего, в блокировке ультрафиолета. Для этого они добавили тонкий слой оксида цинка на сторону стекла, обращенную к солнцу. Чтобы защитить светопоглощающие устройства, команда добавила два слоя материалов на основе углерода.
Тесты на прозрачных солнечных элементах
Затем группа проверила защитную способность новых прозрачных ячеек. Он делал это с различной интенсивностью имитируемого солнечного света, от обычного солнца 1 до света 27 солнц и температур до 150 градусов по Фаренгейту. Изучая, как производительность снижается в этих условиях, команда подсчитала, что эти солнечные элементы прозрачны. они по-прежнему будут работать с эффективностью 80% через 30 лет. Необычайный скачок вперед.
Форрест видит, как эти устройства попадают прямо в окна домов. В настоящее время они прозрачны на 40%, но цель прозрачности 60% не за горами.
Поскольку материалы для этих прозрачных ячеек могут храниться и транспортироваться как жидкости, производственные затраты должны быть относительно низкими.
Исследование было опубликовано на Природа связи
