Солнечные панели вместо стекла

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

В Австралии создали солнечные батареи, которые встроены прямо в оконные стекла

Полупрозрачные солнечные элементы, которые можно встроить в оконное стекло, могут трансформировать архитектуру, городское планирование и производство электроэнергии. Австралийские ученые, создавшие такое изобретение, опубликовали его данные в Nano Energy.

Исследователи преуспели в производстве солнечных батарей на основе перовскита следующего поколения, которые генерируют электричество и пропускают свет. Сейчас они изучают, как новая технология может быть встроена в коммерческие продукты с Viridian Glass — крупнейшим производителем стекла в Австралии.

Эта технология превратит окна в активные генераторы энергии, потенциально революционизируя дизайн здания. Исследователи говорят, что 2 м² солнечного окна будут генерировать примерно столько же электроэнергии, сколько стандартная солнечная панель на крыше.

Идея полупрозрачных солнечных элементов не нова, но предыдущие проекты провалились, потому что они были очень дорогими, нестабильными или неэффективными. Австралийцы изобрели другой подход.

Они использовали органический полупроводник, который можно превратить в полимер, и использовали его для замены обычно используемого компонента солнечного элемента (известного как Spiro-OMeTAD), который демонстрирует очень низкую стабильность, поскольку создает бесполезное водянистое покрытие. Заменитель дал удивительные результаты.

«Эффективность преобразования солнечной энергии на крыше составляет от 15 до 20%. Полупрозрачные ячейки имеют эффективность преобразования 17%, при этом пропуская более 10% входящего света, поэтому они находятся прямо в зоне получения ультрафиолета. Я давно мечтал иметь окна, которые генерируют электричество, и теперь это становится реальностью. Мы будем стремиться разработать крупномасштабный процесс производства стекла, который можно легко перенести в промышленность, чтобы производители могли легко освоить эту технологию».

Яцек Ясениак, Центр передовых технологий ARC в науке об экситонах (Exciton Science) и Университет Монаш.

Солнечные окна станут благом для владельцев зданий и жителей, и принесут новые проблемы и возможности для архитекторов, строителей, инженеров и проектировщиков. Потому что так получается компромисс. Солнечные элементы можно сделать более или менее прозрачными. Чем они прозрачнее, тем меньше вырабатывается электричества, поэтому архитекторам это нужно учитывать.

Он добавил, что солнечные окна, окрашенные в той же степени, что и нынешние коммерческие окна, будут генерировать около 140 Вт электроэнергии на м². Первое применение, скорее всего, будет в многоэтажных домах. Потому что большие окна, установленные в высотных зданиях, дороги в изготовлении. Дополнительные затраты на включение в них полупрозрачных солнечных элементов будут незначительными.

Но даже с дополнительными затратами здание получает электричество бесплатно. До сих пор каждое здание проектировалось исходя из предположения, что окна в основном пассивны. Теперь они будут активно производить электричество. Планировщикам и дизайнерам, возможно, придется даже пересмотреть то, как они размещают здания на площадках, чтобы оптимизировать ловлю стенами солнца.

Сейчас исследователи тестируют тандемное устройство, где будут использоваться солнечные элементы на основе перовскита в качестве нижнего слоя и органические солнечные элементы в качестве верхнего.

Что касается того, когда на рынке появятся первые коммерческие полупрозрачные солнечные элементы, это будет зависеть от того, насколько успешным будет масштабирование технологии. Разработка таких солнечных окон приведет к новым стеклянным инновациям и технологиям в будущем.

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

Прозрачная солнечная панель с высоким КПД

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.

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. Удалось обойтись без вакуумных камер, работали в воздушной атмосфере. Нужно было просто капнуть ионной жидкостью и подать немного напряжения, чтобы получить необходимые свойства.

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

Источник

Солнечные окна изменят мировой рынок

Солнечные окна и квантовые точки делают окно источником энергии

Плюсы и минусы солнечных окон

Как делают окна будущего

Альтернативы пленкам есть: окна с квантовыми точками

Между тем, Solar Window не единственная компания, которая преуспела в создании инноваций, позволяющих использовать пространство окна для пополнения и умножения солнечной энергии. Группа американских инженеров из лаборатории в г. Лос-Амос смогла добиться того, чтобы солнечные панели были встроены непосредственно в окно без ущерба для его светопрозрачности.

Стекло превращается в солнечную батарею с помощью «вживленных» в него квантовых точек. Их называют ЛСК — люминесцентные солнечные концентраторы. ЛСК собирают энергию солнца как цветок и направляют свет с больших площадей на микроэлементы. Особенностью ЛСК является то, что ими можно управлять. Например, можно настроить пучок таких точек на сбор света с фиксированной длиной волны и игнорирование всех других волн. Состоят такие квантовые точки из полупроводников и поливинилпирролидона.

Преимущество технологии в долговечности продукта и его устойчивости к различным атмосферным явления. Кроме этого, квантовые точки хорошо интегрируются не только на стекло стандартных размеров, но и в огромные фасадные панели из стекла и полностью исключает необходимость использования дорогих фотоэлектрических материалов. До внедрения в массовое производство инновации не хватает хороших показателей по КПД: 6%. Пока эта цифра остается на отметке 1,9%. При хороших результатах новинка обещает сделать нулевым потребление энергии в городах. Скажем, 12 000 панелей в окнах Всемирного делового центра обеспечат электричеством 350 жилых помещений.

Крыша дома моего – это электрогенератор!

Зеленая энергетика – в массы!

Tesla наиболее известная в производстве энергогенерирующих крыш, но не единственная. Интерес к возобновляемым источникам энергии заставил многих производителей задуматься об их эргономике, эстетике и интеграции в привычную среду: ведь в чистом виде панели выглядят довольно технократично и «бесчеловечно». Отсюда многообразный дизайн крыш, который должен имитировать традиционные строительные материалы, такие как дерево и камень. Компания Sistine Solar производит солнечные панели в виде черепицы, кирпичной кладки и даже мха. Итальянцы из фирмы Dyaqua решили сконцентрироваться на производстве покрытий для исторически ценных зданий: их панели имитируют деревянный брус, камень, старую черепицу.

Подход Tesla более широкий: она работает с энергией в трех аспектах – производство, накопление и транспорт. Черепица для крыш в содружестве с аккумуляторами нового поколения Power 2 полностью реализует задумку Мастер-плана Два от Илона Маска: согласно ему здание полностью переводится в режим работы на солнечной энергии.

Новинки Tesla пока доступны только американцам, но уже готовятся расширить ареал своего применения и начать движение на экспорт. Как это изменит реальный мир и экономику – покажет время. Все перечисленные технологически инновации при условии объедения способны кардинально влиять на развитие оконной индустрии и снижение потребления обычных источников энергии, что приведет к энергетической революции во всем мире.

Конечно, это процесс не одного дня. Сегодня продукты рынка солнечной энергетики все еще являются роскошью для рядового покупателя. Причиной тому, сравнительно высокая стоимость.

Источник