Key Takeaways
- Istraživači u Australiji razvili su specijalnu poluprozirnu solarnu ćeliju.
- Nešto je manje efikasan od tradicionalnih solarnih panela, ali propušta dovoljno svjetla da se može koristiti kao prozor.
- Istraživači žele da ugrade ove poluprozirne prozore koji proizvode električnu energiju u nebodere kojima obično nedostaje krovni prostor za tradicionalne solarne panele.
Istraživači su osmislili inovativno rješenje za pretvaranje urbanih rana u čiste generatore energije.
Tim australskih istraživača stvorio je poluprozirne solarne ćelije za koje pretpostavljaju da bi jednog dana mogle omogućiti neboderima da stvaraju vlastitu energiju. Prozirne solarne ćelije su napravljene od perovskitnih ćelija, koje se često hvale kao budućnost solarnih ćelija.
“Ovaj rad pruža veliki korak naprijed ka ostvarenju visoke efikasnosti i stabilnih perovskitnih uređaja koji se mogu koristiti kao solarni prozori kako bi se ispunila ono što je u velikoj mjeri neiskorišćena tržišna prilika,” profesor Jacek Jasieniak sa Odsjeka za nauku o materijalima i inženjerstvo na Univerzitetu Monash, rečeno je u univerzitetskom saopštenju za javnost.
Powered Windows
Kristalni silicijum je decenijama bio najbolji izbor za izgradnju solarnih panela. Istraživači su, međutim, tražili alternative, prvenstveno zbog skupog i intenzivnog procesa stvaranja solarnih panela na bazi silikona.
Perovskite solarne ćelije su se pojavile kao obećavajuća alternativa. Perovskit je dobio ime po posebnoj kristalnoj strukturi. Njemački naučnik Gustav Rose otkrio ga je 1839. Perovskite je lako sintetizirati, a njihova karakteristična struktura ih čini visoko efikasnim kao fotonaponski (PV) za pretvaranje sunčeve svjetlosti u energiju.
Nadovezujući se na ovo, tim istraživača iz ARC Centra izvrsnosti u ekscitonskoj nauci predvođen profesorom Jasieniakom kreirao je perovskitne ćelije sa efikasnošću konverzije od 15,5 posto, dok propušta više od 20 posto vidljive svjetlosti. Da se ovo stavi u perspektivu, silikonske ćelije na krovu obično imaju efikasnost od oko 20 posto.
U 2020., ista grupa istraživača proizvela je poluprozirne perovskitne solarne ćelije sa efikasnošću konverzije energije od 17 posto i mogla je propuštati 10 posto vidljive svjetlosti.
Dok je efikasnost konverzije snage u najnovijem istraživanju nekoliko niža od prethodnih rezultata tima, količina vidljive svjetlosti kroz koju novi materijal propušta se udvostručila. Istraživači tvrde da bi to značajno povećalo njihov potencijal za upotrebu u širokom spektru aplikacija u stvarnom svijetu.
"[Polu-transparentne solarne ćelije] privukle su značajnu pažnju na tržištu fotonaponskih uređaja integrisanih u zgrade (BIPV), jer uveliko povećavaju dostupnu površinu koja se može koristiti za proizvodnju električne energije u urbanom okruženju", napominju istraživači. "Osim toga, oni također imaju prednost smanjenja incidentne topline u zgradama djelomično apsorbirajući i reflektirajući sunčevu svjetlost."
Jedan korak bliže
Još jedno poboljšanje perovskitnih solarnih ćelija stvorenih kao dio najnovijeg istraživanja je dugoročna stabilnost kada se testira na kontinuirano osvjetljenje i grijanje, što istraživači shvaćaju oponašaju uslove na koje bi se materijal susreo u stvarnoj upotrebi.
Zgrade trenutno nisu izgrađene za postavljanje fasada koje proizvode energiju.
"Nauka koja podupire radi, a koncept je fantastičan, posebno za zgrade sa ogromnim staklenim fasadama i relativno malo krovnog prostora dostupnog za konvencionalne silicijumske fotonaponske sisteme", dr. James O'Shea, vanredni profesor i čitalac fizike. Fakultet za fiziku i astronomiju i Energetski institut Univerziteta Nottingham, rekli su za Lifewire u e-poruci.
Lance Wheeler, naučnik u Nacionalnoj laboratoriji za obnovljivu energiju (NREL), također je uzbuđen zbog razvoja. "Metrika efikasnosti i transparentnosti perovskitnih PV prozora nastavlja da raste i može dovesti do uticaja u stvarnom svijetu," rekao je Wheeler za Lifewire putem e-pošte.
Međutim, Wheeler je istakao da se uz efikasnost i transparentnost treba pozabaviti nekoliko oblasti prije nego što vidimo ove poluprozirne fotonaponske prozore koji su raspoređeni svuda.
Za početak, trebali bi poprimiti estetski prihvatljivu boju. Wheeler je rekao da su Perovskite ćelije žute, narandžaste ili crvene, i da bi trebao postojati dodatni sloj za promjenu boje u neutralne sive ili suptilne plave i zelene, koje su najčešće za prozore.
Wheeler je također priznao da, iako su perovskitni materijali daleko napredovali u pogledu izdržljivosti, aplikacije integrirane u zgrade su čak zahtjevnije od krovnih ili komunalnih solarnih solarnih sustava jer su kvar i zamjena skuplji i ometajući putnike.
Dr. O'Shea je predložio da se solarne ćelije iz perovskita možda mogu koristiti u tandemu sa tradicionalnim silicijumom kako bi se napravile hibridne ćelije sa većom efikasnošću. On je uvjeren da će razvoj solarnih prozora pomoći u razvoju tehnologije solarnih ćelija perovskita, što će dovesti do njihovog sve većeg usvajanja u narednim godinama.
"Zgrade se trenutno ne grade za postavljanje fasada koje generiraju energiju," istakao je Wheeler. "Potrebno je obrazovanje i promjena u građevinskoj industriji prije nego što se to dogodi u velikim razmjerima."
