Прозрачные солнечные батареи от ubiquitous energy
Представьте себе мир, где каждая поверхность возможно покрыта солнечными батареями, превращающими солнечный а также неестественный свет в электричество. Именно это есть целью нового проекта называющиеся Ubiquitous Energy.
Компания сохраняет надежду создать дешёвые, плёнки и прозрачные покрытия, каковые имели возможность бы собирать энергию света, будучи размещенными на окнах либо мониторах портативных устройств. Одним из вероятных вариантов применения данной технологии может стать производство электрохромных окон, каковые меняют степень отражения в зависимости от яркости источника света.
Секрет разработки содержится в том, как фотоэлектрические компоненты взаимодействуют со светом: они собирают электромагнитные волны в ультрафиолетовой и инфракрасной части спектра, но разрешают видимому свету проходить полностью. Для сравнения, простые солнечные батареи собирают свет в ультрафиолетовом и видимом диапазоне, соответственно, не смогут быть всецело прозрачными.
«Данный подход, непременно, будет занимательным, в случае если цена таких батарей будет снижена, а стабильность материалов увеличена», говорит Zhenan Bao, доктор наук химической инженерии в Стэнфордском Университете (Stanford University), которая не связана с проектом. Она додаёт, что собирая инфракрасный и ультрафиолетовый свет, разработка фильтрует негативные для людей части спектра.
Miles Barr, главный директор и президент по разработкам Ubiquitous Energy, говорит, что прозрачные солнечные батареи сделаны из различных органических слоев, нанесенных в один момент на поверхность стекла либо пленки. Данный процесс возможно легко интегрирован в тонкопленочные совокупности напыления, уже существующую в промышленных процессах разработку.
Многие современные окна, к примеру, имеют что-то наподобие покрытия для солнечного контроля либо изоляции. Компания желает трудиться по тому же принципу. Ubiquitous Energy, которая была выделена из лаборатории доктора наук электроинженерии в МТИ (MIT) Vladimir Bulovic, пока еще не заявила о замыслах ценообразования и производства.
Статья, напечатанная в Applied Physics Letters в 2011 году, обрисовывала спектрально-селективный подход компании: прототипы, сделанные из органических материалов, имели менее 2% эффективности и около 70% визуальной прозрачности. (Простые окна требуют прозрачность в районе 55-90%, тогда как мобильные электронные дисплеи – 80-90%). Barr говорит, что его команда повысила как эффективность, так и прозрачность.
Тогда как компания все еще находится на стадии разработок и исследований, ученые изучают конструкции и разные материалы для будущих продуктов. «Мы готовим каталог ингредиентов и конструкций для высокоэффективных устройств, каковые имели возможность бы подзаряжать мобильные устройства либо компенсировать энергию для строений», говорит Miles. «Когда вы преодолеваете 10% порог эффективности, раскрывается множество возможностей применения». Компания сохраняет надежду достигнуть эффективности более 10% в «видимой прозрачности».
Имеется и другие прозрачные солнечные батареи, но многие из них все еще собирают свет в видимом диапазоне и, следовательно, не имеют потенциала для подхода, в то время, когда видимый свет игнорируется. Эти материалы достигают полупрозрачности при редком нанесении на поверхность либо в то время, когда фотоэлектрические устройства такие тонкие, что разрешают свету проходить полностью.
«Существующие фотоэлектрические разработки обширно применяют видимый ультрафиолетовый диапазон, но не применяют инфракрасный», говорит Shenqiang Ren, доктор химических наук в Университете Канзаса (University of Kansas), что не есть членом компании. «В солнечной радиации, имеется около 45% лучистой энергии от инфракрасного света».
Компания Ubiquitous Energy ведет разработки по увеличению эффективности в двух направлениях. Первый содержится в оптимизации дизайна полупроводниковых материалов.
Существующие материалы включают молекулярные красители, каковые имеют селективные пики поглощения в ультрафиолетовом и близком к инфракрасному спектру; Barr говорит, что компания разрабатывает материалы, каковые поглощают больше энергии в инфракрасном диапазоне. Второй включает наномасштабную настройки и инженерию оптических помех в устройства для улучшения поглощения света – способы, применяемые чтобы повысить эффективность солнечных элементов непрозрачности. «Имеется большое количество возможностей, каковые возможно применять для увеличения производительности», говорит он.
Источник: MIT.
