Енергія з фасадів та екранів: напівпрозорі сонячні панелі стають реальністю

Група дослідників з Гонконзького політехнічного університету (PolyU) під керівництвом професора Лі Ганга та доктора Ю Цзяншена оголосила про створення революційного способу оцінки фотоактивних матеріалів для напівпрозорих органічних фотоелектричних елементів (ST-OPV). Ця розробка може докорінно змінити те, як ми збираємо сонячну енергію через повсякденні поверхні, такі як вікна будинків, екрани гаджетів та скляні фасади хмарочосів. Про це пише видання Interesting Engineering, інформує GreenPost.

Ключовим досягненням команди стало впровадження інноваційного безрозмірного параметра під назвою FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency — Показник ефективності використання світла). Цей параметр дозволяє науковцям точно оцінювати потенціал матеріалів, враховуючи одночасно три критичні фактори: середнє пропускання видимого світла, ширину забороненої зони та щільність струму. Завдяки FoMLUE дослідники змогли виявити найбільш ефективні комбінації тернарних матеріалів, які забезпечують не лише генерацію енергії, а й належну прозорість та естетичний вигляд.

Напівпрозорі сонячні елементи ST-OPV привертають увагу своєю здатністю балансувати між естетикою та функціональністю. На відміну від традиційних кремнієвих панелей, ці комірки можуть бути прозорими або мати легке тонування, що робить їх ідеальними для інтегрованих у будівлі фотоелектричних систем (BIPV). Дослідження показало, що пристрої з високими показниками FoMLUE досягли рекордного рівня ефективності використання світла — 6,05%, що є найвищим показником, коли-небудь зареєстрованим для напівпрозорих сонячних комірок. Крім того, такі вікна забезпечують кращу теплоізоляцію та стабільність роботи.

Географічне тестування, проведене командою, продемонструвало вражаючу адаптивність технології. Моделювання в 371 місті Китаю показало, що понад 90% регіонів отримали значну економію енергії завдяки використанню сонячних вікон. Найкращі результати — до 1,43 ГДж економії на квадратний метр на рік — зафіксовані в тропічному та субтропічному кліматах, де висока сонячна активність поєднується з великими витратами на кондиціонування повітря. Це доводить, що ST-OPV вікна можуть ефективно знижувати навантаження на електромережі, підтримуючи комфортну температуру всередині приміщень.

Наразі команда PolyU зосереджена на масштабуванні технології та підвищенні її довгострокової стабільності для комерційного використання. Професор Лі Ганг наголошує, що результати дослідження, опубліковані в журналі Nature Communications, відкривають прямий шлях до створення енергогенеруючої архітектури без шкоди для дизайну. У майбутньому це дозволить будівлям виробляти частину власної енергії самостійно, наближаючи світ до вуглецевої нейтральності.

Більше новин читайте на GreenPost.