Напівпрозорі елементи можуть перетворити вікна на колектори сонячної енергії

Вчені з Південної Кореї оголосили про крок вперед у розробці напівпрозорих перовськітних сонячних елементів, які в майбутньому можуть дозволити вікнам генерувати енергію. Під час нещодавніх випробувань напівпрозорі перовськітні сонячні елементи досягли ефективності понад 21 відсоток, що, за словами дослідників, є рекордом для цього типу технології. Крім того, понад 99 відсотків початкової ефективності було збережено протягом 240 годин роботи.

Розроблена Корейським інститутом енергетичних досліджень (KIER), нова технологія сонячних елементів замінює металеві електроди типових сонячних елементів на прозорі електроди, які пропускають світло.

Цей процес легше сказати, ніж зробити. З невідомих причин початкові тести з напівпрозорими матеріалами призвели до зниження властивостей транспортування заряду та стабільності. Щоб вирішити цю проблему, вони ретельно проаналізували матеріал за допомогою електрооптичного аналізу та обчислювальної техніки на атомному рівні.

Це показало, що причиною проблеми були іони літію. Іони літію додаються до “діркового транспортного шару” сонячного елемента для підвищення його провідності, але вони також дифундують у шар оксиду металу, який слугує буфером і погіршує його корисні якості.

Щоб подолати цю проблему, вони перетворили іони літію на стабільний оксид літію, що зробило елемент набагато стабільнішим.

“Це дослідження являє собою значний прогрес у цій галузі, оскільки вивчає процес деградації, що відбувається на межі органічної сполуки та буферного шару оксиду металу, який є унікальним для напівпрозорих перовськітних сонячних елементів”, – сказав д-р Ан Се Джин, керівник дослідницької групи у відділі досліджень фотовольтаїки KIER, у своїй заяві.

“Наше рішення легко реалізується, демонструючи великий потенціал для майбутнього використання розроблених нами технологій”.

Сонячна енергія може стати головним гравцем у переході від викопного палива. Однак сучасна технологія сонячних елементів має кілька недоліків. Однією з головних проблем є матеріали, з яких вони виготовляються, які можуть бути дорогими, неефективними та складними в отриманні.

Існує також питання, де розмістити сонячні панелі. Щоб поглинути величезну кількість сонячної енергії, потрібна величезна кількість сонячних панелей – і не всім вони подобаються з естетичної точки зору.

Тому інженери та дизайнери прагнуть знайти нові винахідливі способи розміщення сонячних батарей, які б органічно вписувалися в навколишнє середовище. Ідея полягає в тому, що ці напівпрозорі перовськітні сонячні елементи можна встановити в будівлях зі скляними панелями, які пропускатимуть світло і вироблятимуть електроенергію, залишаючись при цьому ледь помітними.

До того, як вікна, що вбирають сонячне світло, прикрашатимуть наші будинки та офісні будівлі, ще далеко, але цей останній прорив знаменує собою невеликий, але значний крок назустріч.