Recomandări cheie
- Cercetătorii din Australia au dezvoltat o celulă solară specială semi-transparentă.
- Este puțin mai puțin eficient decât panourile solare tradiționale, dar lasă suficientă lumină pentru a fi folosit ca fereastră.
- Cercetătorii doresc să instaleze aceste ferestre semi-transparente generatoare de energie electrică în zgârie-nori cărora le lipsește de obicei spațiu pe acoperiș pentru panourile solare tradiționale.
Cercetătorii au conceput o soluție inovatoare pentru a transforma razele urbane în generatoare de energie curată.
O echipă de cercetători australieni a creat celule solare semi-transparente despre care cred că le-ar putea permite într-o zi zgârie-norilor să-și genereze propria energie. Celulele solare transparente sunt fabricate din celule de perovskit, care sunt adesea salutate drept viitorul celulelor solare.
„Această lucrare oferă un pas major înainte spre realizarea dispozitivelor perovskite de în altă eficiență și stabile, care pot fi implementate ca ferestre solare pentru a îndeplini ceea ce este o oportunitate de piață în mare parte neexploatată”, profesorul Jacek Jasieniak de la Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor. la Universitatea Monash, se spune într-un comunicat de presă al universității.
Windows alimentat
Siliciul cristalin a fost alegerea preferată pentru construirea de panouri solare de zeci de ani. Cercetătorii, însă, au căutat alternative, în primul rând din cauza procesului costisitor și intensiv de creare a panourilor solare pe bază de siliciu.
Celulele solare perovskite au apărut ca o alternativă promițătoare. Perovskitul își primește numele pentru structura sa cristalină particulară. Omul de știință german Gustav Rose l-a descoperit în 1839. Perovskiții sunt ușor de sintetizat, iar structura lor distinctivă îi face extrem de eficienți ca fotovoltaici (PV) pentru a transforma lumina solară în energie.
Pe baza acestui fapt, echipa de cercetători de la Centrul ARC de Excelență în Știința Excitonului, condusă de profesorul Jasieniak, a creat celule perovskite cu o eficiență de conversie de 15,5%, permițând în același timp să treacă peste 20% din lumina vizibilă. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, celulele de siliciu de pe acoperiș au de obicei o eficiență de aproximativ 20 la sută.
În 2020, același grup de cercetători a produs celule solare perovskite semi-transparente cu o eficiență de conversie a puterii de 17% și puteau lăsa să treacă 10% din lumina vizibilă.
În timp ce eficiența conversiei puterii în cele mai recente cercetări este cu câteva crestături mai mică decât rezultatele anterioare ale echipei, cantitatea de lumină vizibilă prin care noul material permite să treacă s-a dublat. Cercetătorii susțin că acest lucru le-ar crește semnificativ potențialul de utilizare într-o gamă largă de aplicații din lumea reală.
"[Celulele solare semi-transparente] au atras o atenție semnificativă pe piața fotovoltaică integrată în clădiri (BIPV), deoarece cresc foarte mult suprafața disponibilă care poate fi folosită pentru a genera energie electrică într-un mediu urban", notează. cercetatorii. „În plus, au și avantajul de a reduce câștigul de căldură incident în clădiri prin absorbția și reflectarea parțială a luminii solare.”
Un pas mai aproape
O altă îmbunătățire a celulelor solare perovskite create ca parte a celor mai recente cercetări este stabilitatea pe termen lung atunci când este testată pentru iluminare și încălzire continuă, despre care cercetătorii cred că imită condițiile pe care le-ar întâlni materialul în lumea reală.
Clădirile nu sunt în prezent construite pentru a găzdui fațade generatoare de energie.
„Știința de bază funcționează, iar conceptul este fantastic, în special pentru clădirile cu fațade uriașe de sticlă și spațiu relativ mic pe acoperiș disponibil pentru fotovoltaicele convenționale cu siliciu”, dr. James O'Shea, profesor asociat și cititor în fizică. Scoala de Fizică și Astronomie și Institutul de Energie al Universității din Nottingham, au declarat pentru Lifewire într-un e-mail.
Lance Wheeler, un om de știință al National Renewable Energy Laboratory (NREL), este, de asemenea, încântat de dezvoltare. „Metricile de eficiență și transparență ale ferestrelor fotovoltaice din perovskite continuă să crească și ar putea duce la impacturi în lumea reală”, a declarat Wheeler pentru Lifewire prin e-mail.
Cu toate acestea, Wheeler a subliniat că, pe lângă eficiență și transparență, trebuie abordate mai multe domenii înainte de a vedea aceste ferestre fotovoltaice semi-transparente implementate în mod omniprezent.
Pentru început, ar trebui să adopte o culoare acceptabilă din punct de vedere estetic. Wheeler a spus că celulele perovskite sunt galbene, portocalii sau roșii și ar trebui să existe un strat suplimentar pentru a schimba culoarea în gri neutre sau albastru și verde subtil, care sunt cele mai comune pentru ferestre.
Wheeler a recunoscut, de asemenea, că, deși materialele perovskite au parcurs un drum lung în ceea ce privește durabilitatea, aplicațiile integrate în clădire sunt chiar mai solicitante decât cele solare de pe acoperiș sau la scară de utilitate, deoarece defecțiunile și înlocuirea sunt mai costisitoare și mai perturbatoare pentru ocupanți.
Dr. O'Shea a sugerat că celulele solare perovskite pot fi folosite în tandem cu siliciul tradițional pentru a face celule hibride cu o eficiență mai mare. El este încrezător că dezvoltarea ferestrelor solare va contribui la maturizarea tehnologiei celulelor solare perovskite, ducând la adoptarea lor sporită în următorii ani.
„În prezent, clădirile nu sunt construite pentru a găzdui fațade generatoare de energie”, a subliniat Wheeler. „Trebuie să existe educație și schimbare în industria construcțiilor înainte ca acest lucru să se întâmple la scară largă.”
