Představte si svět, ve kterém vaše okna nabízejí nejen výhled, ale také energii pro váš domov.
Průhledné solární panely mají způsobit revoluci v našem uvažování o energii a proměnit každodenní skleněné plochy v zázraky, které budou energii sbírat. Na rozdíl od tradičních solárních panelů, které jsou často objemné a vizuálně rušivé, transparentní solární panely slibují, že zachovají estetickou integritu vašeho domu a zároveň budou vyrábět energii.
Nové okno do světa solárních článků
Koncept transparentních solárních článků je postaven na pokročilých materiálech, jako jsou barviva, organické látky a perovskity. Dřívější iterace se však potýkaly s problémy, jako je omezená trvanlivost, viditelné barevné odstíny a tuhé substráty, které bránily jejich integraci do flexibilních konstrukcí. Nedávný pokrok tyto problémy vyřešil, což vedlo k vývoji účinnějších a flexibilnějších transparentních solárních článků.
These windows are actually transparent solar panels!⚡️
Související článek
They have a solar coating that can be added if standard windows are being produced and turing them into solar panels. While letting visible light pass through.
A brilliant solution to scale-up the solar capacity worldwide. pic.twitter.com/2Q4pYpomyb
— Niels Palmers (@NielsPalmers) September 21, 2022
Výzkumníci z Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) učinili v této oblasti významný pokrok. Vyvinuli průhledné solární články na bázi křemíkových mikrodrátů, které jsou ohebné, barevně neutrální a vysoce účinné. Tyto nové solární články obsahují křemíkové mikrodráty typu n (SiMW) vložené do polymerové vrstvy. Tyto mikrodrátky jsou schopné absorbovat světlo a vyrábět elektřinu a zároveň propouštět světlo, což je ideální pro fotovoltaiku integrovanou do budov a spotřební elektroniku.
Pochopení aspektu křemíkových mikrodrátů
Inovace, která je základem těchto solárních článků, spočívá v použití šikmých SiMW, které jsou navrženy tak, aby účinněji zachycovaly světlo. Když sluneční světlo dopadá na povrch, je přesměrováno na sousední mikrodrátky, čímž se maximalizuje absorpce světla. Počítačové simulace prokázaly, že tato konstrukce výrazně zlepšuje zachycování světla.
Každý křemíkový drát je připojen k vrstvenému systému, který absorbované fotony převádí na elektrický proud. Polymer typu p tvoří přechod s mikrodrátem typu n, zatímco vrstva ZnO dopovaná indiem a povlaky oxidu hlinitého minimalizují energetické ztráty a zvyšují elektrickou vodivost. Výsledkem je solární článek s působivou 8% účinností přeměny energie při 10% viditelné průhlednosti, což je nejvyšší hodnota mezi transparentními solárními technologiemi na bázi křemíku.
Chytřejší průhledná okna pro domácí energetické aplikace
Křemíková mikrodrátová technologie přibližuje sen o oknech generujících energii realitě. Kromě obytných aplikací má tato technologie potenciál pro využití ve veřejných dopravních prostředcích, kde by okna mohla generovat energii ze slunečního světla. V budoucnu by tuto technologii mohly využívat i tablety a obrazovky telefonů, aby se baterie nabíjely bez potřeby externích zdrojů energie.
Průhledná solární okna připravují půdu pro zařízení nové generace, která využívají energii jako součást své funkce. Vzhledem k tomu, že se tyto technologie přesouvají z laboratoře do reálného použití, je zásadní rozšiřovat výrobní proces. Výzkumníci jsou optimističtí, že zvýšená výroba zlepší poměr průhlednosti a účinnosti a zajistí dlouhodobou životnost těchto inovativních oken.
Křemík, který je v této souvislosti novým, ale slibným materiálem, nabízí bezpečnější alternativu k jiným materiálům, jako jsou perovskity, které jsou spojeny s obavami z toxicity a nestability. S tím, jak se posouváme za hranice tradičních střešních solárních panelů, se stává realitou potenciál běžných oken pro výrobu významného množství energie, přičemž podle některých odhadů by mohla vyrábět až tisíckrát více energie než současné technologie.
Díky těmto pokrokům se budoucnost výroby energie jeví jako jasnější a více integrovaná do našeho každodenního života než kdykoli předtím.