Visame pasaulyje nėra daug klausimų, kurie turi didesnę svarbą nei globalinis atšilimas. Be anglies ateitis yra ateitis ir po penkerių metų nuo Paryžiaus klimato susitarimas buvo padaryta didelių žingsnių siekiant šio tikslo. Didelė šių pastangų dalis yra sumažinti sunaudojamo iškastinio kuro kiekį ir paversti jį atsinaujinančiais energijos šaltiniais, tokiais kaip vėjas, saulė, bangos ir vanduo.

Iš šių variantų saulės energija visada buvo populiariausias pasirinkimas, nes tai yra patikimiausias ir nuosekliausias „švarios“ energijos šaltinis šiuo metu pasaulyje. Laikui bėgant saulės energija tapo vis prieinamesnė ir pigesnė, tačiau dabartiniai saulės elementai yra nepermatomi, todėl jų naudojimas ribojamas stogams ir saulės ūkiams.

Yra produktas „Building Integrated Photovoltaics“ (BIPV) - tai stiklo tipas, galintis gaminti energiją iš saulės energijos ir naudojamas ant langų, stoglangių ir saulės skėčių. Tačiau jis nėra skaidrus ir todėl netinka skaidrioms saulės baterijoms. Panašiai Elonas Muskas taip pat sukūrė savo produktą „Saulės stogas“Ir įrodo, kad ant stogo esančios saulės baterijos ne visada turi būti akys. Vėlgi, jie yra specialiai suprojektuotos stogo čerpės, o technologija neturi lankstumo, kaip tai daro skaidrios saulės baterijos.

saulės baterijų stogas
Saulės baterijos dažniausiai yra skirtos namų stogams, kur jie gali gauti kuo daugiau saulės spindulių.

Čia yra atlikti tyrimai Korėjos Incheono nacionalinio universiteto Elektros inžinerijos katedra. Profesorius Joondongas Kim ir jo kolegos neseniai paskelbė tyrimą, kuriame jie apibūdina savo naujausią išradimą; saulės elementai, kurie yra visiškai skaidrūs. Tokios technologijos pritaikymas yra praktiškai begalinis ir atveria galimybę integruoti atsinaujinančią energiją į viską, kas apima stiklą. Pagalvokite apie pastatus, langus ir net savo mobiliojo telefono ekraną! Profesorius Kim teigė, kad „unikalios skaidrių fotoelektrinių elementų savybės gali būti įvairiai pritaikomos žmogaus technologijoms“.

Statyba

Skaidrių saulės elementų koncepcija nėra visiškai nauja idėja, kuri pasirodė, tačiau šios koncepcijos pritaikymas realiame pasaulyje yra didžiulis proveržis. Pagal dabartinę technologiją puslaidininkis dėl kurių saulės elementai tampa nepermatomi. Tai yra elementai, kurie surenka šviesą ir paverčia ją elektros srove.

Profesoriaus Kim komanda ištyrė dvi naujas puslaidininkines medžiagas:

Titano dioksidas (TiO2) jau buvo gerai žinoma puslaidininkių medžiaga šioje srityje, nes jau buvo plačiai naudojama saulės elementams kurti. Jis pasižymi puikiomis elektrinėmis savybėmis, yra netoksiškas ir nekenksmingas aplinkai; puikus kandidatas į šį naują projektą. TiO2 sugeria UV šviesą (kuri yra žmogaus akims nematoma šviesos spektro dalis) ir praleidžia daugumą matomų šviesos spektro dalių.

Nikelio oksidas (NiO) buvo kita medžiaga, kurią svarstė Incheono nacionalinio universiteto komanda, kuri yra puslaidininkis, taip pat žinomas dėl didelio optinio skaidrumo. Nikelis yra viena iš gausiausių medžiagų Žemėje ir lengvai apdorojama žemoje temperatūroje. Tai daro NiO puikų kandidatą permatomų saulės elementų gamybai.

Naujas saulės elementų dizainas buvo pagamintas iš metalo oksido elektrodas ir stiklinis pagrindas, kiekvienas iš pirmiau minėtų puslaidininkių buvo dedamas vienas ant kito plonais sluoksniais (pirmiausia TiO2, paskui NiO). Paskutinis žingsnis buvo padengti konstrukciją sidabrinėmis nanovielėmis, kurios veikia kaip antrasis saulės elemento elektrodas.

Ateities langai galės panaudoti saulės energiją ir sumažinti mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro. Šaltinis: „Unsplash“

Testavimas

Tada buvo atlikti keli bandymai, skirti išanalizuoti naujo įrenginio našumą, jo gebėjimą praleisti ir sugerti šviesą, taip pat ląstelės efektyvumą ir efektyvumą.

Rezultatai buvo dar vienas skatinantis žingsnis teisinga linkme. Ląstelės parodė, kad energijos konversijos efektyvumas yra 2,1%, palyginti su dabartinių saulės baterijų efektyvumu nuo 15% iki 22%. Tai yra geras skaičius naujosioms ląstelėms, kai manoma, kad šios ląstelės nukreiptos į palyginti nedidelę šviesos spektro dalį. Kita svarbi šių naujų ląstelių savybė buvo galimybė dirbti esant silpnam apšvietimui. Tai yra nepaprastai svarbu saulės elementams, nes yra įprasta klaidinga nuomonė, kad norint efektyviai dirbti, jie turi būti saulės pilname klimate. Taip pat nustatyta, kad ląstelės buvo labai jautrios, daugiau nei 57% matomos šviesos galėjo praeiti per sluoksnius, pasiekdamas šiek tiek skaidrų efektą.

Paskutinis bandymų etapas parodė, kaip šios saulės baterijos gali būti naudojamos mažiems varikliams maitinti. Profesorius Kim teigė, kad nors ši technologija vis dar yra gana nauja, vis tiek galima patobulinti ląstelių optimizavimą skaidriam pritaikymui. Tai bus šios komandos ir daugelio kitų tikslas.

Panašūs projektai

Yra keletas kitų prototipų, bandomų skirtingose tyrimų vietose visame pasaulyje, kurių rezultatai skiriasi. Mičigano universiteto komanda sukūrė anglies pagrindu pagamintą saulės kolektorių tai praleidžia 43,3% šviesos, bet turi įspūdingą 8% efektyvumą. Šios ląstelės turi šiek tiek žalią atspalvį, panašų į atspalvį, kurį galite pamatyti saulės akiniuose ir automobilio languose. Jie taip pat išbandė modelį su sidabriniu elektrodu, su 45,8% skaidrumu ir 10,8% efektyvumu. Tačiau jie gali būti netinkami daugumai programų dėl šiek tiek ryškesnio žalio atspalvio.

Išvada

Laikas parodys, ar į langus integruoti nematomi saulės elementai taps realybe. Jei taip, saulės energijos pramonė žengė didžiulį šuolį į priekį siekdama pasaulio link švarių energijos šaltinių.

Taigi, ką jūs manote apie šią naują technologiją? Norėčiau išgirsti jūsų mintis apie šias futuristines saulės baterijas toliau pateiktose pastabose!