Прозрачные солнечные панели корея

Корейские инженеры разработали прозрачные солнечные панели. Их можно встраивать в смартфоны

Ученые из Инчхонского национального университета разработали прозрачные солнечные панели на основе диоксида титана и оксида никеля. Их можно встраивать в окна и смартфоны. Панели простые в использовании и экологически чистые. Об этом пишет Sciencemint.

🌞 Диоксид титана — эффективный полупроводник, его используют при создании обычных солнечных батарей. Он нетоксичный и его много на Земле. Оксид никеля — полупроводник с высокими характеристиками оптической прозрачности. Его получают при низких промышленных температурах.

Прозрачные солнечные панели пока не готовы к коммерческому использованию, технологию нужно доработать. Их коэффициент преобразования солнечного света в энергию — 2,1% . Этого панели размером со смартфон с трудом хватает на питание мини-электромотора. Коэффициент обычных солнечных батарей — 16-19%, пишет DTF.

В перспективе корейская технология позволит сделать солнечную энергию более доступной. Прозрачные панели смогут покрывать большие площади : их можно будет интегрировать в окна, здания и мобильные телефоны. В то время как нынешние солнечные панели устанавливают либо на крышах, либо в удаленных местах.

Ранее похожую разработку представили ученые из Мичиганского университета. Они создали прозрачные панели, используя органические молекулы, которые поглощают невидимый человеческому глазу инфракрасный и ультрафиолетовый свет.

Источник

Корейские учёные создали «невидимые солнечные панели», которые можно интегрировать в смартфоны

Учёные Инчхонского национального университета разработали прозрачный солнечный элемент, который способен работать как генератор энергии. Предполагается, что в перспективе его можно будет интегрировать в окна домов или теплицы, а также в различные электронные устройства ― например, в смартфоны, что сделает солнечную энергию более доступной. Исследование опубликовано в Journal of Power Sources.

Массовое использование современных солнечных элементов ограничено из-за их непрозрачности. Солнечные панели сегодня можно увидеть в основном на крышах домов или в других местах, скрытых от глаз обычного пользователя.

Группа учёных Инчхонского национального университета поставила цель решить эту проблему и разработала прозрачный солнечный элемент, который в перспективе можно интегрировать в окна домов, теплицы или даже смартфоны, пишет Tech Times. Использование этой разработки позволит сделать солнечную энергию более доступной для массового использования, считают авторы работы.

Прозрачный солнечный элемент состоит из слоя диоксида титана (TiO2), который используется как поглотитель УФ-света, и слоя оксида никеля (II) (NiO), нанесенного для высокого пропускания видимого света.

Разработанная панель преобразует поглощённый свет в электричество. Как рассказал один из авторов исследования, профессор Инчхонского национального университета Джундонг Ким, именно комбинация полупроводников из оксида никеля и диоксида титана позволила создать эффективный и прозрачный солнечный элемент.

Эти полупроводники хорошо известны разработчикам солнечных панелей благодаря своим свойствам. Диоксид титана (TiO2) обладает хорошими электрическими свойствами и нетоксичен в производстве. При высокой степени прозрачности для видимого светового диапазона диоксид титана способен поглощать ультрафиолет. Второй компонент ― оксид никеля (NiO) ― также обладает высокой прозрачностью.

Чтобы оценить эффективность новой пары в качестве солнечного элемента, авторы исследования провели несколько тестов. В результате эксперименты показали, что производительность панели составляет 2,1% ― пока это довольно хороший результат, учитывая, что полученные ячейки вырабатывают электричество из очень небольшой части светового спектра, отмечают исследователи.

Панель также способна работать в условиях низкой освещенности, пропуская 57% видимого света, что делает ячейки почти прозрачными на вид.

«Даже с учетом того, что инновационный солнечный элемент всё еще находится на стадии разработки, первые результаты свидетельствуют о том, что можно и дальше увеличивать степень прозрачности панели за счет оптимизации оптических и электрических свойств элемента», ― отмечает Джундонг Ким.

В будущем разработчики надеются добиться более высокой эффективности. Перспектива оснащения солнечными панелями окон в домах и теплицах может придать второе дыхание зелёной энергетике, считают исследователи.

Источник

Разработаны прозрачные солнечные панели. Из них можно будет делать окна

Солнечные батареи — это эффективный способ получения энергии

Однако, даже самые эффективные солнечные батареи приходится «укладывать» на крышу дома или мастерить специальную конструкцию для установки их на земле.

Корейские учёные решили расширить сферу применения фотоэлементов и сделали их прозрачными.

Солнечные батареи производят из кристаллического кремния, который сам по себе не пропускает свет. Пока другие исследователи пытались подобрать альтернативный материал для прозрачных фотоэлементов, корейские учёные выбрали более простой, но, как оказалось, более эффективный метод. Они просверлили в тонкой пластине множество микроскопических отверстий в определённом порядке.

Получилось или нет?

В итоге для человеческого глаза фотоэлемент стал прозрачным и практически бесцветным. Дело в том, что большую часть площади материала занимают отверстия диаметром около 100 мкм каждая, которые свободно пропускают свет.

Остальная поверхность по-прежнему способна конвертировать солнечную энергию в электричество. По словам создателей, их батарея достигает 12,2% эффективности против стандартных 20-25%.

Учёные собираются заменить новыми солнечными панелями обычные окна — они даже провели серию тестов, однако пока не смогли добиться стабильного результата.

В будущем авторы проекта планируют увеличить эффективность прозрачной батареи до 15%, а также сделать её более прочной.

Не исключено, что в перспективе эту разработку могут внедрить в экраны смартфонов, планшетов, ноутбуков и других мобильных устройств, повысив тем самым их автономность.

Правда или вымысел?

Последнее выражение — стандартная мечта не только учёных, но и маркетологов. Ведь сколько уже с 2015 году ведётся разработок по внедрению прозрачных солнечных панелей на основе различных технологий (от традиционного кремния до перовскита — «материала будущего»), а коммерческих образцов в более-менее промышленных масштабах мы не увидели.

А вот «российская компания» Caviar и так выпускает телефон на солнечной батарее . Да не просто телефон, а iPhone X Tesla. Видео об этом телефоне ниже:

А как вы считаете, есть ли будущее у прозрачных солнечных панелей и будут ли здания по-настоящему энергоэффективны и энергонезависимы или это очередные россказни учёных, направленные на привлечение грантов?

Источник

Как корейцы разработали прозрачные слоеные фотоэлементы для окон и почему это никому не нужно?

Прозрачные солнечные элементы могли бы ускорить переход к чистой энергетике. Их можно было бы наносить на окна многоэтажек, витрины магазинов, автомобили, экраны смартфонов. Корейские ученые предложили новую конструкцию таких фотоэлементов, обладающей тремя важными преимуществами.

В попытке смягчить климатический кризис и обеспечить переход на чистые источники энергии исследователи разрабатывают концепцию получения электричества из солнечного света путем интеграции фотоэлементов в окна, транспортные средства, экраны смартфонов и другие объекты. Но для этого солнечные элементы должны быть удобными и прозрачными, пишет EurekAlert.

Традиционные органические солнечные элементы бывают либо «мокрого» типа (на основе растворов), либо «сухого» (из металлооксидных полупроводников).

У вторых есть небольшое преимущество перед первыми: они более надежные, экологичные и эффективные. Более того, металл-оксиды хорошо подходят для улавливания ультрафиолетового света. Несмотря на все это, однако, потенциал прозрачных фотоэлементов из металл-оксидных полупроводников до сих пор не изучен до конца.

Solar-News есть везде

Ученые из Инчхонского национального института придумали инновационный дизайн прозрачных металлооксидных фотоэлементов. Они нанесли сверхтонкий слой кремния между двумя прозрачными металлооксидными полупроводниками — из оксида цинка и оксида никеля.

У этой конструкции есть три преимущества

Во-первых , она позволяет использовать свет более длинных волн, в отличие от обычных прозрачных фотоэлементов.

Во-вторых , происходит более эффективный сбор фотонов.

В-третьих, обеспечивается ускоренный перенос заряженных частиц к электродам. Вдобавок, такие элементы могут в потенциале генерировать электричество даже при слабом освещении — например, в облачные или дождливые дни.

Немного о прошлом

В конце лета международная команда ученых представила солнечные панели с 10,8% эффективности и 45,8% прозрачности — рекордными показателями для элементов подобного типа. При разработке панелей специалисты использовали вместо кремния органические соединения на основе карбона.

Новый материал предлагает комбинацию из двух органических молекул, спроектированных для поглощения света в ближнем инфракрасном диапазоне, на который приходится большая часть энергии солнечного света. Ученым удалось разработать оптическое покрытие для увеличения мощности, которое одновременно повышает как эффективность панелей, так и их прозрачность. Последние два фактора, ранее, противоречили друг другу.

Ключевая особенность новых панелей — совокупность энергоэффективности и прозрачности. По словам авторов исследования, фасады небоскребов станут идеальным местом для органических солнечных элементов. В отличии от совсем непрозрачного кремния, новые панели напоминают стекла от обычных солнцезащитных очков.

Дырявые солнечные элементы

Ну, а ещё раньше корейские учёные уже изготовили «дырчатые» солнечные элементы . Они похожи на стандартные кремниевые солнечные элементы, имеют те же преимущества (больший КПД и срок службы) перед органическими, но пропускают около 15% видимого спектра

В будущем авторы проекта планируют увеличить эффективность прозрачной батареи до 15%, а также сделать её более прочной.

Не исключено, что в перспективе эту разработку могут внедрить в экраны смартфонов, планшетов, ноутбуков и других мобильных устройств, повысив тем самым их автономность.

Другие новости на сайте Solar-News.ru

Я вижу, что вам понравилась статья.

Если это действительно так — прокачайте свою ленту Дзен: поставьте лайк и подпишитесь на канал .

Вероятно, вам также понравятся следующие материалы :

Ниже — видеолайфхак, как можно автоматизировать полив на даче с помощью автономного колодца на энергии солнца:

Источник

Прозрачный солнечный элемент показал эффективность более 10 процентов

Li et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020

Американские и китайские химики создали солнечный элемент с эффективностью более десяти процентов и светопроницаемостью более 45 процентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Создание прозрачных солнечных панелей — одна из самых интересных областей современной фотовольтаики. Такие солнечные панели можно будет встраивать в окна домов и получать дополнительную электроэнергию без ущерба для внешнего вида здания и освещенности внутри. Однако создать устройства, сочетающие высокую эффективность и достаточную светопроницаемость, непросто. Можно сказать, что эти параметры конкурируют друг с другом — чем больше фотонов пройдет насквозь через солнечный элемент, тем меньше фотонов поглотится в активном слое и тем меньше энергии выработает панель. Впрочем, некоего баланса достичь можно: для этого надо искать материалы с высоким коэффициентом поглощения вне видимой области спектра, а также максимально эффективно использовать энергию поглощенных фотонов.

Американские и китайские химики под руководством Стивена Форреста (Stephen R. Forrest) из Мичиганского университета сумели получить прозрачные солнечные панели с высокой эффективностью. Активный слой этих солнечных батарей представляет собой тонкую пленку смеси двух соединений — донора и акцептора. В качестве донора использовали полимер PCE-10, который практически прозрачен в видимой области спектра. Для того чтобы выбрать идеальный акцептор, ученые синтезировали и протестировали три похожих поликонденсированных гетероароматических соединения: уже использовавшийся в прозрачных элементах акцептор SBT-FIC и два похожих на него соединения А078 и А134, для которых максимум поглощения еще дальше сдвинут в ближнюю инфракрасную область. Дополнительным аргументом в пользу новых акцепторов оказалась простота их получения — это важно для стоимости будущих солнечных модулей. Синтез SBT-FIC включает в себя десять последовательных стадий, а синтез А078 и А134 — всего по шесть стадий.

Формулы соединений-акцепторов и соответствующие спектры поглощения.

Li et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020

Сравнивая прозрачные солнечные элементы, ученые вычисляют произведение двух конкурирующих параметров — эффективности и светопроницаемости. Для солнечного элемента на основе A078 этот параметр оказался равен 5,0 процентам. Это очень заметный шаг вперед, ранее рекордным значением этого параметра было 3,9 процента.

В дальнейшем Форрест и его коллеги планируют заняться повышением стабильности устройств — пока что в этом параметре прозрачные солнечные элементы заметно уступают традиционным кремниевым.

Изготовление прозрачных солнечных панелей — не единственный способ гармонично вписать солнечный элемент в дизайн здания. Например, компания Tesla несколько лет назад начала выпускать солнечные панели, которые внешне имитируют черепицу. Панели состоят из трех слоев: нижний представляет собой высокоэффективную солнечный элемент, средний слой — маскирующее стекло, а внешний слой —закаленное защитное стекло. Если смотреть на такую панель с земли, благодаря маскирующим слоям она будет выглядеть как дерево или камень, однако для падающего сверху солнечного луча верхние стеклянные слои прозрачны.

Источник