Группа международных исследователей разработала новую прозрачную солнечную панель с рекордной эффективностью 12,3%. Этот элемент основан на сочетании перовскитного и органического слоев, а его уровень прозрачности составляет около 30%.
Исследование проводится в рамках проекта CitySolar, финансируемого Европейским Союзом. В нем участвуют девять партнеров из семи стран, включая Южный Датский университет, Университет Эрлангена — Нюрнберга, Римский университет Тор Вергата и Национальный центр научных исследований во Франции. Координирует проект Национальный исследовательский совет Италии.
Разработанный солнечный элемент сочетает в себе перовскитные и органические технологии, что позволяет эффективно улавливать различные части спектра солнечного излучения. Как пояснил профессор Мортен Мадсен из Южного Датского университета, возглавляющий исследование, «тандемный солнечный элемент в основном использует энергию инфракрасного и ультрафиолетового излучения, но не поглощает видимый свет». Это делает его перспективным решением для создания полупрозрачных солнечных окон.
Интеграция в оконные стекла
По мнению профессора Мадсена, новая технология обладает высокой экономичностью благодаря использованию доступного минерального перовскита и углеродных материалов в органических солнечных элементах. Поскольку элементы не препятствуют прохождению видимого света, их можно легко интегрировать в оконные стекла зданий, что позволит получать электроэнергию без ущерба для дизайна и архитектуры.
Разработчики считают, что прозрачные солнечные элементы могут сыграть важную роль в создании энергоэффективных зданий. Однако, прежде чем технология станет доступной для массового применения, необходимо решить ряд вопросов, связанных с балансом между стоимостью, эстетикой и эффективностью. В настоящее время команда ведет переговоры с представителями промышленности для определения дальнейших шагов по внедрению технологии.
Перспективы масштабирования
Одним из главных препятствий на пути к коммерциализации остается финансирование. Для масштабного внедрения технологии требуются дополнительные инвестиции. «Мы можем увеличить масштаб производства, но нам нужны партнеры из бизнеса», — отметил Мадсен. Также остаются нерешенные научные задачи, однако исследователи уверены, что знают, какие вызовы необходимо преодолеть.
Прозрачные солнечные панели, известные также как фотогальваническое стекло, уже разрабатываются с 2014 года. Например, исследователи из Мичиганского государственного университета создали метод узорчатого отделения, который позволяет применять органические полупроводники для производства полупрозрачных солнечных панелей. В 2020 году южнокорейские ученые разработали технологию, достигшую почти 100% прозрачности.
Если новая разработка будет успешно масштабирована, она может стать революцией в области солнечной энергетики для мегаполисов, где фасады высотных зданий предоставляют огромные площади для генерации электроэнергии. По оценкам экспертов, в США насчитывается от 5 до 7 миллиардов квадратных метров стеклянных поверхностей, и если покрыть их прозрачными солнечными элементами, можно получить значительное количество энергии без необходимости в больших наземных солнечных фермах.
