Но что, если солнечные панели нового поколения можно будет интегрировать в окна, здания или даже экраны мобильных телефонов?? На это надеется профессор Джундонг Ким с кафедры электротехники Инчхонского национального университета, Корея.
В недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Power Sources, он и его коллеги подробно описывают свое последнее изобретение: полностью прозрачный солнечный элемент. «Уникальные свойства прозрачных фотоэлектрических элементов могут найти различное применение в человеческих технологиях», – говорит проф. Ким.
Идея прозрачных солнечных элементов хорошо известна, но это новое приложение, в котором ученые смогли воплотить эту идею в жизнь, является важным новым открытием. В настоящее время материалы, делающие солнечный элемент непрозрачным, представляют собой полупроводниковые слои, отвечающие за улавливание света и его преобразование в электрический ток. Следовательно, проф.
Ким и его коллеги рассмотрели два потенциальных полупроводниковых материала, которые предыдущие исследователи определили за их желаемые свойства.
Первый – это диоксид титана (TiO2), хорошо известный полупроводник, уже широко используемый для производства солнечных элементов. Помимо отличных электрических свойств, TiO2 также является экологически чистым и нетоксичным материалом.
Этот материал поглощает УФ-свет (часть светового спектра, невидимая невооруженным глазом), пропуская большую часть видимого светового диапазона. Вторым исследованным материалом для создания этого перехода был оксид никеля (NiO), другой полупроводник, который, как известно, обладает высокой оптической прозрачностью. Поскольку никель является одним из элементов, содержащихся в тумане на Земле, а его оксид можно легко производить при низких промышленных температурах, NiO также является отличным материалом для изготовления экологически чистых элементов.
Солнечный элемент, подготовленный исследователями, состоял из стеклянной подложки и металлооксидного электрода, поверх которого они нанесли тонкие слои полупроводников (сначала TiO2, затем NiO) и окончательное покрытие из серебряных нанопроволок, выступающих в качестве другого электрода. в камере.
Они провели несколько тестов, чтобы оценить поглощение и пропускание света устройства, а также его эффективность в качестве солнечного элемента.
Их выводы были обнадеживающими; с эффективностью преобразования мощности 2.1%, производительность ячейки была довольно хорошей, учитывая, что она нацелена только на небольшую часть светового спектра. Камера также была очень отзывчивой и работала в условиях низкой освещенности. Более того, более 57% видимого света проходило через слои клетки, что придавало клетке такой прозрачный вид.
В заключительной части эксперимента исследователи продемонстрировали, как их устройство можно использовать для питания небольшого двигателя. «Хотя этот инновационный солнечный элемент все еще находится в зачаточном состоянии, наши результаты убедительно свидетельствуют о возможности дальнейшего улучшения прозрачных фотоэлектрических элементов путем оптимизации оптических и электрических свойств элемента», – предполагает профессор. Ким.
Теперь, когда они продемонстрировали практичность прозрачного солнечного элемента, они надеются еще больше повысить его эффективность в ближайшем будущем.
Только дальнейшие исследования могут сказать, действительно ли они станут реальностью, но для всех намерений и целей эта новая технология открывает – в буквальном смысле – окно в будущее чистой энергии.