Солнечные батареи будут прозрачными

Ученые изобрели сверхэффективные прозрачные солнечные батареи

Ученые из Мичиганского университета в США представили прозрачные батареи, способные поглощать около 8% энергии солнечного света, при этом пропуская через себя примерно половину. Результаты их работы опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

Окна — идеальное место для органических солнечных батарей, ведь такие аккумуляторы, в отличие от кремниевых, сочетают высокий КПД и прозрачность.

Стивен Форрест, один из разработчиков, профессор Мичиганского университета в США

Как предполагают специалисты, из нового материала можно будет делать окна, которые, таким образом, превратятся в достаточно эффективные аккумуляторы.

Форрест и его коллеги решили эту проблему. Ученые синтезировали несколько новых органических молекул, которые могут взаимодействовать с частицами света в инфракрасной и красной части спектра, но при этом пропускают через себя практически все фотоны, которые может видеть глаз человека.

Разработка, по словам ученых, опережает все существующие прозрачные солнечные батареи. При этом КПД работы их изобретения можно сделать еще выше, если использовать в качестве одного из компонентов батарей электроды из серебра, а не из окиси индия и олова. Однако в таком случае окно станет слегка зеленоватым.

В ближайшее время химики планируют создать еще более совершенные электроды и органические вещества, поглощающие свет. Также они проверят, может ли их разработка быть использована в производственных масштабах.

Источник

Солнечные батареи сделали прозрачными, не снизив их эффективность

ТАСС, 17 февраля. Физики создали дешевую технологию, с помощью которой органические солнечные батареи можно делать прозрачными без ущерба для эффективности их работы. Для того их нужно покрыть нанотрубками и легировать ионными жидкостями. Статью с описанием технологии опубликовал научный журнал ACS Applied Materials & Interfaces, кратко об этом пишет пресс-служба Университета ИТМО.

В последние годы физики, химики и инженеры начали работать над различными покрытиями для окон, которые позволяют стеклу избирательно поглощать тепло или свет и преобразовывать их в другие типы энергии. Подобные покрытия позволяют превращать окна в генераторы электричества или же помогают зданиям избегать перегрева летом и потерь тепла зимой.

Как правило, такие покрытия делают из органических веществ, которые могут поглощать разные формы электромагнитного излучения. При этом для человеческого глаза они остаются по большей части прозрачными. Главный недостаток этих покрытий заключается в низком КПД – в этом отношении они в несколько раз уступают непрозрачным кремниевым солнечным батареям.

«У обычных тонкопленочных солнечных батарей есть непрозрачный металлический задний контакт, позволяющий дополнительно захватить больше света в структуре. В прозрачных солнечных элементах используют светопропускающий задний электрод. В этом случае часть фотонов неизбежно теряется на пропускание, поэтому и КПД у них намного ниже, а стоимость – выше», – объяснил один из авторов исследования, научный сотрудник Университета ИТМО Павел Ворошилов.

В ходе исследования ученые решили эту проблему заменив непрозрачный электрод набором из нанотрубок и фуллеренов – шарообразных структур из атомов углерода. Эти материалы проводят ток так же хорошо, как и металлы, но при этом остаются прозрачными для света.

Российские ученые выяснили, что их свойства можно улучшить, если пропитать фуллерены и нанотрубки ионными жидкостями. Так называют жидкие соли, которые состоят по большей части из положительно и отрицательно заряженных ионов, а не нейтральных молекул, как вода.

Руководствуясь подобными соображениями, физики изготовили солнечную батарею из набора органических молекул, которые могут поглощать свет и преобразовать его энергию в электричество. Затем ее покрыли нанотрубками и фуллеренами и обработали их ионной жидкостью, проследив, как от этого поменялся уровень КПД устройства.

Оказалось, что добавление наноструктур и ионной жидкости повысило эффективность работы прозрачных солнечных батарей примерно в 50 раз. Они практически вернулись на уровень производительности, характерный для их непрозрачных аналогов.

Ученые надеются, что созданная ими технология быстро найдет свое место в производстве прозрачных фотоэлементов и значительно расширит их практическое применение, попутно удешевив подобные устройства для конечного потребителя.

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

Изобретены прозрачные солнечные батареи

Технологический стартап Redwood City, базирующийся в Калифорнии создал прозрачные солнечные батареи, способные превращать в электричество солнечный свет.

Пожалуй, это настоящий прорыв, ведь теперь обычные окна в домах смогут производить электричество, необходимое для освещения в темное время суток. Особенностью изобретения Redwood City является и то, что в электричество превращается не только ультрафиолетовый, но и инфракрасный свет.

Во многих странах использование солнечной энергии для генерации электричества является важной и значительной частью жизни. Солнечные панели устанавливаются на крышах домов. Под размещение солнечных электростанций отводятся земельные участки, но теперь любое здание, даже офисное, может стать источником электроэнергии, при чем в дневное время источником энергии станет солнце, а в вечернее время источником станет тепло внутренних помещений.

Конструкция прозрачных солнечных элементов достаточно проста. В основе используется обычное стекло на поверхность которого напыляется специальный прозрачный многослойный композит толщиной в одну тысячную миллиметра.

Именно этот композитный слой превращает инфракрасный и ультрафиолетовый свет в электроэнергию. К сожалению, их эффективность не столь высока, по сравнению с классическими солнечными батареями. Прозрачный композит генерирует на 30% меньше электричества чем обычные батареи, но при этом его стоимость в десятки раз ниже кремниевых солнечных батарей.

В соответствии с расчетами инженеров энергогенирирующее стекло всего на 20% дороже обычного стекла, что позволит разместить его по большей плоскости.

По сути, энергогенерирующее стекло можно использовать везде, в качестве витрин магазинов, автобусных остановок, рекламных конструкций. Таким стеклом можно остеклить небоскреб или использовать в строительстве ограждений.

С учетом того, что во многих странах государство помогает людям в освоении энерго эффективных технологий и датирует чистые способы генерации электричества, прозрачные солнечные панели могут стать очень популярными

Солнечная металлургия, вам это знакомо?

Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 📢
Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света!

Источник

Российские физики сделали прозрачную солнечную панель с высоким КПД

Идея создания прозрачных солнечных элементов буквально витает в воздухе. Над проблемой бьются как западные учёные, так и отечественные специалисты. Как стало известно, физики Университета ИТМО не только добились желаемого эффекта, но и существенно удешевили технологию.

Прозрачные солнечные элементы обладают ключевым преимуществом перед уже существующими предложениями: их можно наклеить на обычные стёкла, что обеспечит генерацию энергии без снижения видимости. Фактически такой способ позволит значительно уменьшить потребление ископаемого топлива. Главная проблема всех подобных технологий заключается в низком КПД и высоких потерях энергии. Кроме того, изготовление специальных светопропускающих электродов — крайне дорогостоящая процедура.

Российская методика, предложенная специалистами Университета ИТМО, кардинально отличается от всех других технологий, используя легирование для решения проблемы эффективности. А вот вопрос прилипания плёнки решили за счёт ионной жидкости, меняющей характеристики обработанного слоя. Результатом стал солнечный элемент, обладающий высоким коэффициентом прозрачности без потери КПД.

«Для своих опытов мы взяли солнечный элемент на основе малых молекул, на который нанесли нанотрубки в качестве прозрачного электрода. Далее легировали покрытие из нанотрубок при помощи ионного затвора. Обработке подвергся и транспортный слой, который отвечает за то, чтобы заряд из активного слоя успешно достиг электрода. Нам удалось обойтись без вакуумных камер, работали в воздушной атмосфере. Нужно было просто капнуть ионной жидкостью и подать немного напряжения, чтобы получить необходимые свойства», — рассказывают физики.

В результате учёным удалось поднять эффективность батареи в несколько раз. Они полагают, что способны улучшить свойства и других солнечных элементов. Сейчас специалисты заняты совершенствованием технологии.

Источник