Швейцарские ученые установили новый рекорд эффективности прозрачных солнечных элементов, проложив путь к окнам, вырабатывающим электричество, которые могли бы обеспечить энергией дома.
Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSC), также известные как элементы Гретцеля, представляют собой тип недорогих солнечных элементов, в которых используется фотосенсибилизированный краситель, прикрепленный к поверхности полупроводника, для преобразования видимого света в энергию.
Предыдущие версии DSC в основном полагались на прямой солнечный свет, но ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) нашли способ сделать прозрачные фотосенсибилизаторы — молекулы, которые могут активироваться светом, — чтобы они могли «поглощать» свет по всему миру.
«Наши результаты открывают путь к легкому доступу к высокопроизводительным DSC и открывают многообещающие перспективы для таких приложений, как источник питания и замена батареи для маломощных электронных устройств, которые используют окружающий свет в качестве источника питания», — пишут авторы исследования. опубликовано в научном журнале Nature.
Прозрачные солнечные панели
DSC прозрачны, гибки и могут быть изготовлены в широком диапазоне цветов по относительно низкой цене. Эти прозрачные солнечные панели уже используются в мансардных окнах, теплицах и стеклянных фасадах.
В 2012 году конференц-центр SwissTech стал первым применением технологии DSC в общественном здании.
В 2017 году Международная школа Копенгагена открыла свое новое здание, покрытое примерно 12 000 синими, но прозрачными солнечными панелями, в которых используется та же технология DSC.
Они обеспечивают около 300 мегаватт-часов (МВт-ч) электроэнергии в год, удовлетворяя более половины годовой потребности школы в энергии.
Прозрачная солнечная технология с эффективностью 30%
Но, несмотря на то, что окна, генерирующие энергию, присутствуют на рынке уже несколько лет, постоянно возникают жалобы на их ограниченную способность генерировать электричество по сравнению с традиционными солнечными батареями.
Новое открытие команды EPFL может вскоре помочь преодолеть этот барьер.
Благодаря новому дизайну молекулы они увеличили эффективность преобразования энергии DSC, другими словами, долю солнечной энергии, падающей на них, которая преобразуется в полезную электрическую энергию, до более чем 15% при прямом солнечном свете и до 30% центов. в условиях окружающего освещения.
Для справки, эффективность коммерческих солнечных панелей в настоящее время составляет около 20%.
Новое поколение DSC также продемонстрировало «долговременную стабильность работы» не менее 500 часов.
Материалы, преобразующие солнечный свет в электричество, обладают огромным потенциалом для удовлетворения растущей потребности планеты в экономичных технологиях возобновляемой энергии.
Стеклянные окна обладают особенно огромным потенциалом: представьте, можно ли превратить целые небоскребы в вертикальные солнечные фермы?
В 2017 году команда Мичиганского государственного университета, разработавшая новый тип солнечного концентратора, который вырабатывает солнечную энергию при размещении над окном, подсчитала, что прозрачные солнечные технологии могут обеспечить около 40 процентов спроса на энергию в Соединенных Штатах.
Она подсчитала, что в сочетании с солнечными батареями на крыше и правильной технологией хранения эта доля может вырасти почти до 100 процентов.
В Европе этим летом на солнечную энергию приходилось 12,2% электроэнергии, произведенной в ЕС, что является самой высокой долей за всю историю наблюдений.
