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 Мичиганского университета, руководивший исследованием. «С этими прозрачными устройствами, установленными 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 состояла в том, чтобы предотвратить быструю деградацию светопреобразующих органических материалов при использовании. В предыдущих экспериментах были получены панели, эффективность которых упала ниже 40% 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 все еще будут работать с эффективностью 80% через 30 лет. Необычайный скачок вперед.
Форрест видит, что эти устройства оказываются прямо в окнах 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
