Дослідники Університетського коледжу Лондона презентували інноваційну розробку — напівпрозорі сонячні елементи, призначені для встановлення на вікнах будівель. Така технологія дозволить перетворювати великі вікна на джерела електроенергії незалежно від погодних умов та часу доби.
На відміну від традиційних вікон, які пропускають 80–90% світла, нові напівпрозорі сонячні елементи проводять лише 30% сонячного світла, але при цьому генерують електроенергію. Моджтаба Абді-Джалебі, провідний автор проекту з Інституту відкриття матеріалів UCL, вказує на те, що звичайні архітектурні рішення передбачають встановлення панелей на дахах, тоді як величезна площа вікон залишається незадіяною.
Як працюють нові напівпрозорі сонячні елементи
Основу розробки становить перовськіт — матеріал, що володіє унікальною здатністю генерувати електрику навіть при штучному освітленні. На відміну від кремнієвих фотоелементів, його склад можна настроювати для оптимального поглинання певних довжин хвиль.
Дослідники застосували кілька ключових інновацій:
- Розробили надтонкий шар перовськіту (185 нм) — утричі менший за традиційні варіанти
- Додали молекулу 3-трифторметил-1H-1,2,4-тріазол, яка усунула дефекти у структурі матеріалу
- Створили прозорий електрод із тонкого шару золота між двома прошарками оксиду молібдену
Ці рішення дозволили зберегти прозорість вікна при високій енергетичній ефективності.
Перші результати тестування
Експериментальна панель розмірами 30×30 см продемонструвала вражаючі показники. Напівпрозорі сонячні елементи перетворили 22% яскравого кімнатного світла (1000 люкс) на електрику та 14% сонячного світла. Пристрій зберіг 80% своєї ефективності протягом 300 годин безперервного впливу світла в умовах стандартизованого випробування на довговічність.
Перспективи розвитку технології
Абді-Джалебі окреслив амбітні плани щодо майбутнього. Команда намагається розробити гнучкі напівпрозорі сонячні елементи, які можна буде наносити на вигнуті поверхні — від вікон хмарочосів типу «Шард» до автомобільних скл та навіть одягу чи рюкзаків. Довгострокова мета — створення фотоелектричних елементів у вигляді плівок, настільки простих у монтажі, як звичайні віконні плівки.
Сімінг Хуанг, співавтор дослідження, додає ще одну перевагу технології: тонування вікон, що сприяє економії енергії на охолодженні приміщень. Це особливо цінно для спекотних регіонів, де значну частину енергозатрат становить кондиціонування повітря.
Результати дослідження опубліковані в журналі Advanced Energy Materials.
