Исследователи разрабатывают полностью прозрачные солнечные элементы

Солнечная энергия обладает огромным потенциалом для экологически чистой электроэнергии, ведь солнце – это наш самый надежный источник энергии. Корейскими исследователями разработан новый прозрачный солнечный элемент, который может использоваться для производства электричества в окнах и смартфонах.

За последние несколько десятилетий солнечные батареи стали более эффективными, экологичными и дешевыми. Однако представленные на рынке элементы могут использоваться только на крышах или в солнечных электростанциях. Прозрачные элементы, такие, как те, которые в настоящее время разрабатываются в Корее, могут быть интегрированы в предметы быта и, таким образом, вырабатывать электричество практически незаметно.

На это надеются профессор Чондон Ким и его команда в южнокорейском национальном университете Инчхон. В будущем исследователи видят, как солнечные батареи интегрируются в окна, здания и даже дисплеи смартфонов. И они только что приблизились к этой идее: В исследовании, опубликованном в Journal of Power Sources, они описывают свои новые разработки.

Исследователи давно работают над идеей прозрачных солнечных батарей, но есть разные подходы к их реализации. Исследователи из Кореи сосредоточились на прозрачном полупроводнике, той самой части элемента, которая делает обычные солнечные батареи непрозрачными. Это также та часть, которая улавливает свет и преобразует его в электричество.

Чжун Ким и его команда разработали полупроводники из оксида титана и оксида никеля. Оксид титана уже хорошо известен в производстве солнечных батарей. Материал экологически чистый, нетоксичный и обладает хорошими электрическими свойствами. Он пропускает большую часть света и поглощает только ультрафиолетовый свет. Оксид никеля также хорошо подходит для изготовления экологически чистых и недорогих солнечных батарей. Группа исследователей покрыла стеклянную подложку обоими полупроводниками и добилась эффективности в 2,1 %.

Похоже, что это не так уж и много; другие подходы к прозрачным элементам лучше. Тем не менее, результаты многообещающие, пишут исследователи, потому что элемент работает даже в условиях низкой освещенности. Группа исследователей уже смогла показать, как их изобретение приводит в движение небольшой двигатель. Все еще в зачаточном состоянии, пишут исследователи. Однако хорошие результаты говорят о том, что дальнейшие улучшения возможны. Теперь они хотят работать над тем, чтобы сделать камеру более эффективной.

Прозрачные солнечные элементы очень универсальны: смартфоны или часы могут питать себя, целые стеклянные фасады могут вырабатывать электроэнергию для зданий. Тем не менее, ученые не согласны с тем, имеют ли такие солнечные батареи смысл. В основном потому, что даже самые эффективные прозрачные ячейки (эффективность 10 %) значительно уступают обычным, эффективность которых в два раза выше.

Массовое использование прозрачных элементов, однако, может быть полезным дополнением и увеличить общую долю солнечной энергии. Мичиганские исследователи подсчитали, что солнечные фасады могут обеспечить 40 % потребности в энергии в США, где, по оценкам, на зданиях имеется семь миллиардов квадратных футов стеклянных поверхностей. В дополнение к хранению энергии, США могут даже обеспечить 100 % своей потребности в электричестве за счет солнечной энергии.

Но это имеет смысл, только если элементы дешевые. Кроме того, производителей окон нужно сначала убедить, потому что солнечные батареи делают производство окон более дорогим и приводят к новым критериям утверждения. Это также является препятствием для массового использования солнечных батарей в окнах.

https://econet.ru/articles/issledovateli-razrabatyvayut-polnostyu-prozrachnye-solnechnye-elementy