Ključni podaci za van
- Istraživači u Australiji razvili su posebnu poluprozirnu solarnu ćeliju.
- Nešto je manje učinkovit od tradicionalnih solarnih panela, ali propušta dovoljno svjetla da se može koristiti kao prozor.
- Istraživači žele instalirati ove polu-prozirne prozore koji generiraju električnu energiju u nebodere kojima obično nedostaje prostora na krovu za tradicionalne solarne ploče.
Istraživači su osmislili inovativno rješenje za pretvaranje urbanih čira u čiste generatore energije.
Tim australskih istraživača stvorio je poluprozirne solarne ćelije za koje smatraju da bi jednog dana mogle omogućiti neboderima da generiraju vlastitu energiju. Prozirne solarne ćelije izrađene su od perovskitnih ćelija, koje se često hvale kao budućnost solarnih ćelija.
“Ovaj rad pruža veliki korak naprijed prema realizaciji visokoučinkovitih i stabilnih perovskitnih uređaja koji se mogu postaviti kao solarni prozori kako bi se ispunila uvelike neiskorištena tržišna prilika,” profesor Jacek Jasieniak s Odsjeka za znanost i inženjerstvo materijala na Sveučilištu Monash, stoji u sveučilišnom priopćenju za tisak.
Powered Windows
Kristalni silicij je desetljećima bio glavni izbor za izradu solarnih ploča. Istraživači su, međutim, tražili alternative, prvenstveno zbog skupog i intenzivnog procesa stvaranja solarnih panela na bazi silicija.
Perovskite solarne ćelije pojavile su se kao obećavajuća alternativa. Perovskit je dobio ime po svojoj posebnoj kristalnoj strukturi. Njemački znanstvenik Gustav Rose otkrio ga je 1839. Perovskite je lako sintetizirati, a njihova prepoznatljiva struktura čini ih vrlo učinkovitima kao fotonaponske (PV) za pretvaranje sunčeve svjetlosti u energiju.
Nadovezujući se na ovo, tim istraživača iz ARC Centra izvrsnosti za znanost o ekscitonu predvođen profesorom Jasieniakom stvorio je perovskitne stanice s učinkovitošću konverzije od 15,5 posto, dok propušta više od 20 posto vidljive svjetlosti. Da to stavimo u perspektivu, krovne silicijske ćelije obično imaju učinkovitost od oko 20 posto.
U 2020. ista grupa istraživača proizvela je poluprozirne perovskitne solarne ćelije s učinkovitošću pretvorbe energije od 17 posto i mogle su propuštati 10 posto vidljive svjetlosti.
Iako je učinkovitost pretvorbe energije u najnovijem istraživanju nekoliko stupnjeva 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 korištenje u širokom rasponu aplikacija u stvarnom svijetu.
"[Poluprozirne solarne ćelije] privukle su značajnu pozornost na tržištu fotonapona integriranih u zgrade (BIPV), budući da uvelike povećavaju dostupnu površinu koja se može koristiti za proizvodnju električne energije u urbanom okruženju, " napomena istraživači. "Nadalje, oni također imaju prednost smanjenja pada topline u zgrade djelomičnim upijanjem i reflektiranjem sunčeve svjetlosti."
Korak bliže
Još jedno poboljšanje perovskitnih solarnih ćelija stvorenih kao dio najnovijeg istraživanja je dugoročna stabilnost kada se testira na kontinuirano osvjetljenje i grijanje, za koje istraživači smatraju da oponaša uvjete na koje bi materijal naišao u stvarnoj uporabi.
Zgrade trenutno nisu građene za prihvat fasada koje generiraju energiju.
"Znanost koja podupire funkcionira, a koncept je fantastičan, posebno za zgrade s ogromnim staklenim pročeljima i relativno malo krovnog prostora dostupnog za konvencionalne silicijske fotonaponske sustave," Dr. James O'Shea, izvanredni profesor i čitatelj fizike. School of Physics & Astronomy i University of Nottingham Energy Institute, rekli su Lifewireu u e-poruci.
Lance Wheeler, zaposlenik znanstvenika u Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju (NREL), također je uzbuđen razvojem. "Mjeri učinkovitosti i transparentnosti perovskitnih PV prozora nastavljaju rasti i mogli bi dovesti do utjecaja u stvarnom svijetu", rekao je Wheeler Lifewireu putem e-pošte.
Međutim, Wheeler je istaknuo da se treba pozabaviti nekoliko područja osim učinkovitosti i transparentnosti prije nego što vidimo ove poluprozirne fotonaponske prozore postavljene posvuda.
Za početak, trebale bi poprimiti estetski prihvatljivu boju. Wheeler je rekao da su stanice perovskita žute, narančaste 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 dogurali u pogledu trajnosti, aplikacije integrirane u zgrade još su zahtjevnije od krovnih ili solarnih sustava jer su kvar i zamjena skuplji i ometaju stanare.
Dr. O'Shea je predložio da se perovskitne solarne ćelije možda mogu koristiti u tandemu s tradicionalnim silicijem za izradu hibridnih ćelija s većom učinkovitošću. Uvjeren je da će razvoj solarnih prozora pomoći u razvoju tehnologije perovskitnih solarnih ćelija, što će dovesti do njihovog većeg prihvaćanja u nadolazećim godinama.
"Zgrade trenutno nisu izgrađene za prilagodbu fasadama koje generiraju energiju," istaknuo je Wheeler. "Potrebno je obrazovanje i promjena u građevinskoj industriji prije nego što se ovo dogodi u velikim razmjerima."
