Key takeaways
- Forskere i Australia har utviklet en spesiell semi-transparent solcelle.
- Den er litt mindre effektiv enn tradisjonelle solcellepaneler, men slipper inn nok lys til å brukes som et vindu.
- Forskerne ønsker å installere disse halvtransparente strømgenererende vinduene i skyskrapere som vanligvis mangler takplass for tradisjonelle solcellepaneler.
Forskere har utviklet en innovativ løsning for å gjøre urbane øyne om til generatorer av ren energi.
Et team av australske forskere har laget semi-transparente solceller som de en dag kan tillate skyskrapere å generere sin egen kraft. De gjennomsiktige solcellene er laget av perovskittceller, som ofte blir hyllet som fremtiden for solcellene.
"Dette arbeidet gir et stort skritt fremover mot å realisere høyeffektive og stabile perovskittenheter som kan brukes som solcellevinduer for å oppfylle det som er en stort sett uutnyttet markedsmulighet," professor Jacek Jasieniak fra Institutt for materialvitenskap og ingeniørfag. ved Monash University, sa i en pressemelding fra universitetet.
drevne Windows
Krystallinsk silisium har vært det beste valget for å bygge solcellepaneler i flere tiår. Forskere har imidlertid lett etter alternativer, først og fremst på grunn av den kostbare og intensive prosessen med å lage silisiumbaserte solcellepaneler.
Perovskite-solceller har dukket opp som et lovende alternativ. Perovskite har fått navnet sitt for sin spesielle krystallstruktur. Den tyske vitenskapsmannen Gustav Rose oppdaget det i 1839. Perovskitter er enkle å syntetisere, og deres særegne struktur gjør dem svært effektive som solceller (PV) for å konvertere sollys til strøm.
Med utgangspunkt i dette har teamet av forskere fra ARC Center of Excellence in Exciton Science ledet av professor Jasieniak laget perovskittceller med en konverteringseffektivitet på 15,5 prosent, samtidig som de slipper gjennom mer enn 20 prosent av synlig lys. For å sette dette i perspektiv, har silisiumceller på taket vanligvis en effektivitet på rundt 20 prosent.
I 2020 produserte den samme gruppen forskere semi-transparente perovskitt-solceller med 17 prosent kraftkonverteringseffektivitet og kunne slippe 10 prosent av synlig lys gjennom.
Mens effektkonverteringseffektiviteten i den siste forskningen er noen hakk lavere enn teamets tidligere resultater, er mengden synlig lys det nye materialet slipper gjennom doblet. Forskerne hevder at dette vil øke potensialet deres for bruk i et bredt spekter av virkelige applikasjoner betydelig.
"[Semi-transparente solceller] har vakt betydelig oppmerksomhet i det bygningsintegrerte solcellemarkedet (BIPV), ettersom de i stor grad øker det tilgjengelige overflatearealet som kan brukes til å generere elektrisitet i et urbant miljø," merk forskerne. "Dessverre har de også fordelen av å redusere innfallende varmetilførsel inn i bygninger ved delvis å absorbere og reflektere sollys."
Ett skritt nærmere
En annen forbedring i perovskitt-solcellene laget som en del av den nyeste forskningen, er den langsiktige stabiliteten ved testing for kontinuerlig belysning og oppvarming, som forskerne skjønner etterligner forholdene materialet ville møte ved bruk i den virkelige verden.
Bygninger er foreløpig ikke bygget for å romme energigenererende fasader.
"Vitenskapen som ligger til grunn fungerer, og konseptet er fantastisk, spesielt for bygninger med enorme glassfasader og relativt lite takplass tilgjengelig for konvensjonell silisium solceller," Dr. James O'Shea, førsteamanuensis og leser i fysikk. School of Physics & Astronomy og University of Nottingham Energy Institute, fort alte Lifewire i en e-post.
Lance Wheeler, en stabsforsker ved National Renewable Energy Laboratory (NREL), er også spent på utviklingen. "Effektiviteten og gjennomsiktigheten til perovskite PV-vinduer fortsetter å øke og kan føre til virkninger i den virkelige verden," sa Wheeler til Lifewire via e-post.
Men Wheeler påpekte at flere områder må adresseres i tillegg til effektivitet og åpenhet før vi ser disse semi-transparente solcellevinduene utplassert allestedsnærværende.
Til å begynne med må de ha en estetisk akseptabel farge. Wheeler sa at Perovskite-celler er gule, oransje eller røde, og det bør være et ekstra lag for å endre fargen til nøytrale gråtoner eller subtile blå- og grønnetoner, som er de vanligste for vinduer.
Wheeler erkjente også at selv om perovskittmaterialer har kommet langt når det gjelder holdbarhet, er bygningsintegrerte applikasjoner enda mer krevende enn solenergi på taket eller i bruksskala siden feil og utskifting er dyrere og mer forstyrrende for beboerne.
Dr. O'Shea foreslo at perovskittsolceller kanskje kan brukes sammen med tradisjonell silisium for å lage hybridceller med større effektivitet. Han er overbevist om at utviklingen av solcellevinduene vil bidra til å drive modenheten til perovskite-solcelleteknologien, noe som vil føre til økt bruk i de kommende årene.
"Bygninger er foreløpig ikke bygget for å imøtekomme energigenererende fasader," påpekte Wheeler. «Det må til utdanning og endring i byggebransjen før dette skjer i stor skala.»
