У мегаполісах, де площа для встановлення сонячних панелей обмежена, питання ефективного виробництва енергії стоїть особливо гостро. Дахи будівель часто вже використовуються або не підходять для розміщення важких сонячних систем, а фасади хмарочосів складно пристосувати під традиційні сонячні панелі без зміни зовнішнього вигляду будівлі.
Про це розповідає KURAZH
Інноваційні сонячні елементи на основі перовскітів
Дослідники з Наньянського технологічного університету в Сінгапурі (NTU Singapore) розробили надтонкі, прозорі сонячні елементи, які можна наносити безпосередньо на скло вікон. Технологія базується на використанні перовскітних матеріалів, які за останнє десятиліття стали справжнім проривом у галузі сонячної енергетики завдяки своїй доступності й високій ефективності. Товщина виготовлених шарів становить усього 10–60 нанометрів — це у тисячі разів тонше за людську волосину.
Залежно від товщини, ці пристрої демонструють різну продуктивність: непрозорі зразки досягають ефективності до 12%, а напівпрозорі — близько 7,6%, пропускаючи до 40% видимого світла. Хоча це менше, ніж у класичних кремнієвих систем, ключова перевага в тому, що такі елементи майже невидимі та ідеально підходять для використання у вікнах, не змінюючи фасаду будівлі.
Потенціал для міст майбутнього
Використання прозорих сонячних комірок може радикально змінити підхід до міської енергетики.
«Якщо навіть частину скляних поверхонь будівель перетворити на генератори, міста могли б отримати нове джерело розподіленої енергетики без потреби в додаткових земельних ресурсах».
За підрахунками дослідників, фасади великих споруд здатні генерувати сотні мегават-годин електроенергії щорічно. Це дозволить будівлям частково забезпечувати власні енергетичні потреби, особливо у питаннях охолодження та освітлення.
Крім того, нова технологія виготовлення передбачає використання вакуумного осадження, що дозволяє отримувати рівномірні плівки великої площі без токсичних розчинників. Такий підхід робить виробництво безпечнішим та більш придатним для масового впровадження.
Важливою перевагою є й те, що перовскітні елементи працюють навіть за умов слабкого освітлення, що особливо актуально для щільної забудови мегаполісів. Водночас розробникам ще належить розв’язати проблему довговічності: перовскіти залишаються чутливими до вологи, кисню, тепла й ультрафіолету, тому науковці зосереджені на підвищенні стабільності та можливості масштабування технології.
У перспективі такі прозорі сонячні комірки можуть знайти застосування не лише у житлових і офісних будівлях, а й у транспортних засобах, смартфонах, розумних окулярах та інших скляних поверхнях, перетворюючи їх на непомітні джерела енергії.
