Полупрозрачните соларни клетки - прозорецът на бъдещето?

Източник: ecogeneration.com

Автор: Еcogeneration.com

 

Виждате ли прозорец, докато четете тази статия?

Прозорците са навсякъдеоколо нас от векове и осигуряват естествена светлина в домовете и на работните места. Но какво ще стане, ако могат да генерират и електричество?  Какво ще стане, ако вашият скромен прозорец би могъл да ви помогне да заредите телефона си или да си напълните ванатас топла вода?

С площ от 5 до 7 милиарда квадратни метра стъклена повърхност само в САЩ, слънчевите прозорци ще предложат чудесен начин за получаване на енергия от слънцето. Еcogeneration.com разказва за проучване, което е стъпка към постигането създаването на слънчеви панели, които ще осигуряват достатъчно светлина, за да функционират като прозорец.

Икономиката на възобновяемата енергия се развива бързо. В Австралия и в много други части на света на пазара доминират силиконовите соларни клетки за покрива. Слънчевата мощност на покрива предлага все по-евтин и ефективен начин за генериране на електричество.

Подходящи за покриви, тези силиконови модули обаче са непрозрачни и обемисти. За да проектираме слънчева клетка, подходяща за прозорци, трябва да мислим извън рамката.

Когато поставите слънчев панел на покрив, искаме той да абсорбира възможно най-много слънчева светлина, така че да може да генерира максимално количество енергия. За един прозорец неизбежно ще бъде необходим компромис между способността за абсорбиране на светлина, която да се трансформира в електричество и пропускането на светлина, така че да можем да виждаме през прозореца.

Когато мислим за клетка, която може да бъде монтирана на прозорец, един от ключовите параметри е известен като средната видима пропускливост (AVT). Това е процентът на видимата светлина (за разлика от други дължини на вълните, като инфрачервени или ултравиолетови), която стига до прозореца, движи се през него и излиза от другата страна.

Разбира се, ние не искаме слънчевият прозорец да абсорбира толкова много светлина, че да не се вижда през него. Нито искаме през него да преминава толкова много светлина, че едва ли ще генерира слънчева енергия. Така че учените се опитват да намерят златната среда между висока електрическа ефективност и висока пропускливост на светлината/AVT/.

Въпрос на напрежение

Волтаж от 25% обикновено се счита за стандарт при слънчеви прозорци. Но пускането на една четвърт от светлината в соларната клетка прави трудно генерирането на достатъчно ток, поради което ефективността на полупрозрачните клетки досега е била ниска.

Имайте предвид обаче, че електрическата енергия зависи от два фактора: ток и напрежение. В последните ни изследвания решихме да се съсредоточим върху повишаването на напрежението. Внимателно подбрахме нови органични абсорбиращи материали, за които е доказано, че произвеждат високо напрежение в непрозрачни клетки.

Когато се поставят в полупрозрачна слънчева клетка, напрежението също беше високо, тъй като не беше понижено в значителна степен от голямото количество предавана светлина. И така, въпреки че токът беше понижен, в сравнение с непрозрачните клетки, по-високото напрежение ни позволи да постигнем по-висока ефективност от предишните полупрозрачни клетки.

След като стигнахме дотам, ключовият въпрос е: как изглеждат прозорците, ако са направени от нашите нови полупрозрачни клетки?

Виждате ли каквото виждате?

Ако вашият приятел носи червена риза, когато го видите през прозорец, ризата му трябва да изглежда червена. Това изглежда очевидно, тъй като такъъв е случаят с стъклен прозорец.

Но тъй като полупрозрачните слънчеви клетки абсорбират част от светлината, която виждаме в видимия спектър, трябва да помислим по-внимателно за това свойство за цветопредаване. Можем да измерим колко добре клетката може точно да представи изображение чрез изчисляване на т.нар. Индекс на цветопредаване или CRI. Изследването показва, че промяната на дебелината на абсорбиращия слой може не само да повлияе на електрическото захранване, което клетката може да произведе, но и да промени способността й да изобразява точно цветовете.

Различен и перспективен подход, който може да доведе до отлични CRI, е да се замени органичният абсорбиращ материал с такъв, който поглъща енергия от слънцето извън видимия диапазон. Това означава, че клетката ще се прояви като нормално стъкло за човешкото око, тъй като слънчевото превръщане се случва в инфрачервения диапазон.

Това обаче поставя ограничения върху ефективността, която клетките могат да постигнат, тъй като тя силно ограничава количеството енергия от слънцето, което може да се преобразува в електричество.

Какво следва?

Досега сме създали клетките само на малък прототип. Все още има няколко препятствия, преди да можем да направим големи, ефективни слънчеви прозорци. По-специално, прозрачните електроди, използвани за събиране на заряд от тези клетки, могат да бъдат крехки и да съдържат редки елементи, като индий.

Ако науката може да реши тези проблеми, мащабното разгръщане на прозорци, захранвани със слънчева енергия, може да помогне за увеличаване на количеството електричество, произвеждано от възобновяеми технологии.

Така че, докато слънчевите прозорци все още не са разработени в пълен размер, ние се приближаваме достатъчно, за да ги зърнем.







Коментирай
Изпрати
Антибот
Презареди
* Моля, пишете на кирилица! Коментари, написани на латиница, ще бъдат изтривани.
0 коментари