Ученые из Наньянского технологического университета (NTU) в Сингапуре представили новое поколение ультратонких полупрозрачных солнечных элементов. Эти элементы, разработанные под руководством Аннализы Бруно, примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса и в 50 раз тоньше традиционных перовскитных панелей, что позволяет им беспрепятственно интегрироваться в стеклянные фасады зданий, транспортные средства и носимые устройства, сохраняя при этом высокую эффективность преобразования энергии.
Об этом сообщает ProIT
Особенности технологии и потенциал для энергетики
Главное преимущество этой разработки заключается в возможности установки солнечных элементов прямо на окна и фасады зданий без изменения их внешнего вида. Благодаря полупрозрачности и отсутствию изменения цвета, инновационные батареи почти незаметны, но способны обеспечить значительную генерацию электроэнергии. По оценкам ученых, установка таких элементов на большом стеклянном здании может обеспечить производство электричества, достаточного для ежегодного потребления примерно 100 квартир с четырьмя комнатами.
Инженеры применили процесс термического испарения для получения тонких однородных слоев перовскита на больших площадях. Такой подход позволяет избежать токсичных растворителей и уменьшить дефекты в структуре элементов. Впервые ультратонкие перовскитные солнечные панели были получены исключительно с помощью вакуумных технологий, что открывает путь к масштабируемому производству и снижению углеродного следа.
“На долю строительной отрасли приходится примерно 40% мирового потребления энергии, поэтому технологии, позволяющие беспрепятственно преобразовывать поверхности зданий в источники энергии, становятся все более актуальными. Наши перовскитные солнечные элементы имеют существенные преимущества, так как их можно производить с использованием простых процессов при относительно низких температурах. Кроме того, их можно настроить на поглощение определенных длин волн, сохраняя при этом прозрачность, и потенциально можно масштабировать их на большие площади, снижая их углеродный след”, — объясняет Аннализа Бруно.
Эффективность и перспективы коммерциализации
В отличие от классических кремниевых солнечных элементов, новые устройства способны работать даже при рассеянном и непрямом солнечном свете, что делает их особенно привлекательными для городской застройки. В ходе исследований удалось получить полупрозрачную ячейку с слоем перовскита толщиной 60 нм, которая пропускает 41% видимого света и имеет эффективность преобразования 7,6%. Это один из лучших показателей для полупрозрачных перовскитных солнечных элементов подобного типа.
Исследователи активно ведут переговоры с промышленными компаниями по поводу тестирования и стандартизации технологии, а также работают над улучшением долговечности, стабильности и рабочих характеристик устройств для будущего массового внедрения в строительстве и других отраслях.
Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Energy Letters.