Ученые из Университетского колледжа Лондона создали полупрозрачные солнечные панели для окон. Технология позволяет эффективно собирать энергию от уличного и слабого комнатного освещения, пропуская до трети солнечных лучей. Статья опубликована в журнале Advanced Energy Materials.
Крыши зданий уже давно и активно используются для размещения солнечных панелей, однако огромные площади окон в современных мегаполисах до сих пор оставались нераскрытым энергетическим ресурсом. Британские исследователи решили исправить эту ситуацию, создав материал, который можно наносить прямо на стекло.
Помимо генерации энергии, новые панели работают как легкая тонировка. Они задерживают часть солнечного спектра, что предотвращает перегрев помещений летом. Это особенно актуально для жарких стран, где львиная доля электричества тратится на кондиционирование воздуха.
Вместо традиционного кремния разработчики использовали перовскит — перспективный материал, химический состав которого можно настраивать для поглощения определенных длин волн. С помощью компьютерного моделирования инженеры подобрали идеальную толщину слоя для баланса между прозрачностью и производительностью.
Слой перовскита в новых панелях составляет всего 185 нм — это примерно в 500 раз тоньше человеческого волоса и в несколько раз меньше, чем в обычных солнечных элементах. Чтобы избежать потери энергии на микродефектах структуры, в материал добавили специальные стабилизирующие молекулы.
Еще одним прорывом стал прозрачный электрод. В стандартных панелях он делается из золота и блокирует свет. Ученые поместили ультратонкий слой золота между двумя прозрачными слоями оксида молибдена, что снизило отражение и позволило свету проходить сквозь металл.
Во время тестов прототип размером 30 на 30 см показал впечатляющие результаты. При ярком комнатном освещении он преобразовывал в электричество 22% света, а при направленном солнечном — 14%. При этом панель сохранила 80% своей эффективности после 300 часов непрерывной работы под интенсивной нагрузкой.
Ранее Наука Mail рассказывала, что российские ученые смоделировали новый материал для солнечных батарей.