Энергия с фасадов и экранов: полупрозрачные солнечные панели становятся реальностью

Группа исследователей из Гонконгского политехнического университета (PolyU) под руководством профессора Ли Ганга и доктора Ю Цзяншена объявила о создании революционного способа оценки фотоактивных материалов для полупрозрачных органических фотоэлектрических элементов (ST-OPV). Эта разработка может коренным образом изменить то, как мы собираем солнечную энергию через повседневные поверхности, такие как окна домов, экраны гаджетов и стеклянные фасады небоскребов. Об этом пишет издание Interesting Engineering, информирует GreenPost.

Ключевым достижением команды стало внедрение инновационного безразмерного параметра под названием FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency — Показатель эффективности использования света). Этот параметр позволяет ученым точно оценивать потенциал материалов, учитывая одновременно три критических фактора: среднее пропускание видимого света, ширину запрещенной зоны и плотность тока. Благодаря FoMLUE исследователи смогли выявить наиболее эффективные комбинации тернарных материалов, которые обеспечивают не только генерацию энергии, но и надлежащую прозрачность и эстетичный вид.

Полупрозрачные солнечные элементы ST-OPV привлекают внимание своей способностью балансировать между эстетикой и функциональностью. В отличие от традиционных кремниевых панелей, эти ячейки могут быть прозрачными или иметь легкую тонировку, что делает их идеальными для интегрированных в здания фотоэлектрических систем (BIPV). Исследование показало, что устройства с высокими показателями FoMLUE достигли рекордного уровня эффективности использования света — 6,05%, что является самым высоким показателем, когда-либо зарегистрированным для полупрозрачных солнечных ячеек. Кроме того, такие окна обеспечивают лучшую теплоизоляцию и стабильность работы.

Географическое тестирование, проведенное командой, продемонстрировало впечатляющую адаптивность технологии. Моделирование в 371 городе Китая показало, что более 90% регионов получили значительную экономию энергии благодаря использованию солнечных окон. Наилучшие результаты — до 1,43 ГДж экономии на квадратный метр в год — зафиксированы в тропическом и субтропическом климатах, где высокая солнечная активность сочетается с большими затратами на кондиционирование воздуха. Это доказывает, что ST-OPV окна могут эффективно снижать нагрузку на электросети, поддерживая комфортную температуру внутри помещений.

В настоящее время команда PolyU сосредоточена на масштабировании технологии и повышении ее долгосрочной стабильности для коммерческого использования. Профессор Ли Ганг отмечает, что результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, открывают прямой путь к созданию энергогенерирующей архитектуры без ущерба для дизайна. В будущем это позволит зданиям производить часть собственной энергии самостоятельно, приближая мир к углеродной нейтральности.

Больше новостей читайте на GreenPost.