Kľúčové poznatky
- Výskumníci v Austrálii vyvinuli špeciálny polopriehľadný solárny článok.
- Je o niečo menej účinný ako tradičné solárne panely, no prepúšťa dostatok svetla na to, aby sa dal použiť ako okno.
- Výskumníci chcú nainštalovať tieto polopriehľadné okná na výrobu elektriny v mrakodrapoch, ktorým zvyčajne chýba strešný priestor pre tradičné solárne panely.
Výskumníci vymysleli inovatívne riešenie, ako premeniť mestské boľavé oči na generátory čistej energie.
Tím austrálskych výskumníkov vytvoril polopriehľadné solárne články, ktoré by podľa nich mohli jedného dňa umožniť mrakodrapom vyrábať si vlastnú energiu. Priehľadné solárne články sú vyrobené z perovskitových článkov, ktoré sú často oslavované ako budúcnosť solárnych článkov.
„Táto práca predstavuje významný krok vpred smerom k realizácii vysokoúčinných a stabilných perovskitových zariadení, ktoré možno nasadiť ako solárne okná, aby naplnili do značnej miery nevyužitú trhovú príležitosť,“profesor Jacek Jasieniak z Katedry materiálovej vedy a inžinierstva. na Monash University, uviedol v tlačovej správe univerzity.
Poháňané Windows
Kryštalický kremík je už desaťročia tou najlepšou voľbou pri výrobe solárnych panelov. Výskumníci však hľadali alternatívy, predovšetkým kvôli nákladnému a intenzívnemu procesu vytvárania solárnych panelov na báze kremíka.
Perovskitové solárne články sa ukázali ako sľubná alternatíva. Perovskit dostal svoje meno pre svoju špecifickú kryštálovú štruktúru. Nemecký vedec Gustav Rose ho objavil v roku 1839. Perovskity sa dajú ľahko syntetizovať a ich charakteristická štruktúra ich robí vysoko účinnými ako fotovoltaika (PV) na premenu slnečného svetla na energiu.
Na tomto základe tím výskumníkov z ARC Center of Excellence in Exciton Science pod vedením profesora Jasieniaka vytvoril perovskitové bunky s účinnosťou konverzie 15,5 percenta, pričom prepúšťa viac ako 20 percent viditeľného svetla. Aby sme to uviedli do perspektívy, strešné kremíkové články majú zvyčajne účinnosť približne 20 percent.
V roku 2020 tá istá skupina výskumníkov vyrobila polopriehľadné perovskitové solárne články so 17-percentnou účinnosťou premeny energie a mohli prepustiť 10 percent viditeľného svetla.
Zatiaľ čo účinnosť premeny energie v najnovšom výskume je o niekoľko stupňov nižšia ako predchádzajúce výsledky tímu, množstvo viditeľného svetla, ktorým nový materiál umožňuje prejsť, sa zdvojnásobilo. Výskumníci tvrdia, že by to výrazne zvýšilo ich potenciál na použitie v širokej škále aplikácií v reálnom svete.
"[Polopriehľadné solárne články] pritiahli značnú pozornosť na trhu s fotovoltaikou integrovanou do budov (BIPV), pretože výrazne zväčšujú dostupnú plochu, ktorú možno použiť na výrobu elektriny v mestskom prostredí, "poznámka výskumníkov. "Okrem toho majú výhodu aj v tom, že znižujú dopady tepla do budov čiastočnou absorpciou a odrazom slnečného svetla."
O krok bližšie
Ďalším vylepšením perovskitových solárnych článkov vytvorených v rámci najnovšieho výskumu je dlhodobá stabilita pri testovaní na nepretržité osvetlenie a zahrievanie, ktoré podľa výskumníkov napodobňuje podmienky, s ktorými by sa materiál stretol v reálnom svete.
Budovy v súčasnosti nie sú postavené na fasády generujúce energiu.
„Základná veda funguje a koncept je fantastický, najmä pre budovy s obrovskými presklenými fasádami a relatívne malým strešným priestorom dostupným pre konvenčnú kremíkovú fotovoltaiku,“Dr. James O'Shea, docent a čitateľ vo fyzike. School of Physics & Astronómia a University of Nottingham Energy Institute, informovali Lifewire e-mailom.
Lance Wheeler, vedecký pracovník Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu (NREL), je tiež nadšený vývojom. „Metriky efektivity a transparentnosti perovskitových fotovoltických okien naďalej rastú a môžu mať dopady v reálnom svete,“povedal Wheeler Lifewire prostredníctvom e-mailu.
Wheeler však poukázal na to, že okrem efektívnosti a transparentnosti je potrebné riešiť aj niekoľko oblastí, kým uvidíme tieto polopriehľadné fotovoltaické okná všadeprítomne rozmiestnené.
Na začiatok by mali mať esteticky prijateľnú farbu. Wheeler povedal, že perovskitové bunky sú žlté, oranžové alebo červené a mala by existovať ďalšia vrstva na zmenu farby na neutrálne šedé alebo jemné modré a zelené, ktoré sú pre okná najbežnejšie.
Wheeler tiež uznal, že zatiaľ čo perovskitové materiály prešli dlhú cestu, pokiaľ ide o odolnosť, aplikácie integrované do budovy sú ešte náročnejšie ako strešné alebo úžitkové solárne panely, pretože zlyhanie a výmena sú nákladnejšie a rušivé pre obyvateľov.
Dr. O'Shea navrhol, aby sa perovskitové solárne články mohli použiť v tandeme s tradičným kremíkom na výrobu hybridných článkov s vyššou účinnosťou. Je presvedčený, že vývoj solárnych okien pomôže posunúť vyspelosť technológie perovskitových solárnych článkov, čo povedie k ich zvýšenému prijatiu v nasledujúcich rokoch.
„Budovy nie sú v súčasnosti postavené na to, aby sa do nich zmestili fasády generujúce energiu,“zdôraznil Wheeler. „Skôr ako sa to stane vo veľkom meradle, je potrebné vzdelanie a zmeny v stavebnom priemysle.“
