Прозрачни слънчеви панели „персонализират” енергията

Слънчевата енергия може да се използва по-гъвкаво и ефективно с нов тип прозрачни панели
(снимка: Sciencedirect)

Учени от Националния университет в Инчион, Южна Корея, разработиха прозрачна слънчева клетка с висока мощност. Според тях, иновацията е стъпка към ера на „персонализирана енергия”.

Концепцията за „персонализирана енергия” предполага генериране на енергия на място според индивидуалните нужди. Например, слънчевите клетки могат да бъдат интегрирани в прозорци, превозни средства, екрани на мобилни телефони и други потребителски продукти. Но за това е важно слънчевите панели да бъдат удобни и… прозрачни, отбелязва GreenTech.bg.

Редица изследователски екипи по света работят по създаване на прозрачни фотоволтаици (TPV) – прозрачни версии на традиционната слънчева клетка. За разлика от конвенционалите тъмни, непрозрачни слънчеви клетки (които поглъщат видимата светлина), TPV използват „невидимата” светлина от ултравиолетовия (UV) диапазон.

Конвенционалните слънчеви клетки могат да бъдат или от „мокър тип” (създават се чрез нанасяне на разтвор), или от „сух тип” (съставени са от полупроводници от метален оксид). Слънчевите клетки от сух тип имат леко предимство пред „мокрите”: те са по-надеждни, екологични и рентабилни.

Освен това клетките от метални оксиди са подходящи за улавяне на UV светлината. Въпреки всичко това обаче потенциалът на TPV на база метален оксид досега не е напълно проучен.

Изследователи от Националния университет в Инчион, Южна Корея предлагат иновативен дизайн за TPV устройство на базата на метален оксид. Те са вмъкнали ултра-тънък слой силиций (Si) между два прозрачни полупроводника на база метален оксид с цел разработване на ефективно TPV устройство.

Констатациите им бяха публикувани в Nano Energy през декември 2020, където проф. Джондонг Ким, ръководител на проучването, обяснява: „Нашата цел беше да създадем прозрачна слънчева клетка с висока мощност чрез вграждане на ултратънък филм от аморфен силиций между цинков оксид и никелов оксид”.

Този нов дизайн има три основни предимства. Първо, позволява използването на светлина с по-дълги вълни. Второ, води до по-ефективно събиране на фотони. Трето, позволява по-бърз транспорт на заредените частици до електродите.

Нещо повече, дизайнът може потенциално да генерира електричество дори при слаба светлина (например в облачни или дъждовни дни). Освен това учените потвърдиха способността на устройството да генерира енергия, като го използваха за задвижване на постояннотоков двигател на вентилатор.

Въз основа на тези констатации изследователският екип е оптимист, че приложимостта в реалния живот на този нов TPV дизайн скоро ще бъде възможна. „Надяваме се да разширим използването на нашия TPV дизайн върху всички видове материали, от стъклени сгради до електрически автомобили, смартфони и сензори”, казва проф. Ким.

Наред с това екипът се подготвя да изведе дизайна си на следващо ниво, като използва иновативни материали като 2D полупроводници, нанокристали от метални оксиди и сулфидни полупроводници.