С 2011 года и с появлением в СМИ WYSIP-расширение, мы видели, как прозрачные солнечные батареи начали менять ландшафт солнечной энергетики. Эта технология, изначально разработанная для приложений на мобильных устройствах, развилась в будущем, когда появилось больше приложений, которые распространяются на строительство стекла, транспортных средств и даже общественной инфраструктуры.
Основные технологии прозрачных солнечных элементов
Французская компания SunPartner Technologies сделала первый шаг в этой области, представив WYSIP-расширение («То, что вы видите, это фотоэлектрическая поверхность») в 2011 году. Этот инновационный фотоэлектрический элемент был изготовлен в тонком корпусе. прозрачная фотоэлектрическая пленка, на основе пластика и органических соединений.
El фотоэлектрическая пленка Первоначально он мог поглощать часть инфракрасного и ультрафиолетового спектра в дополнение к небольшой части видимого спектра, достигая выхода от 7% до 9%. Однако это снизило прозрачность материала до 70%. Чтобы решить эту проблему, в 2015 году SunPartner усовершенствовала технологию, добившись прозрачности 90%, хотя и за счет снижения ее энергоэффективности на 2–3%.
Другие технологии в этом секторе включают органические и прозрачные проводящие оксидные фотоэлектрические элементы, которые пропускают свет, преобразуя солнечное излучение в электричество. Они более новые и позволяют использовать более универсальные приспособления, такие как архитектурная облицовка и фотоэлектрические окна. В ходе этой эволюции эффективность повысилась, но проблемы с производительностью все еще существуют.
Преимущества прозрачного солнечного элемента
Лас- прозрачные солнечные батареи Они идеально подходят для интеграции в несколько приложений благодаря следующим преимуществам:
- бесшовная интеграция: Эти ячейки можно размещать на окнах, фасадах и мобильных устройствах без ущерба для эстетики.
- гибкость: Гибкость этих панелей позволяет использовать их в различных формах и материалах.
- Несколько приложений: От использования в инфраструктуре до мобильных технологий, автостоянок или даже теплиц и бассейнов.
Недостатки прозрачных солнечных батарей
- Элементы по-прежнему не достигают высоких показателей эффективности с точки зрения эффективности, что является недостатком по сравнению с традиционными солнечными панелями.
- Стоимость остается высокой, хотя и имеет тенденцию к снижению по мере продолжения технологического развития.
- Прозрачность колеблется от 70% до 90%, что в некоторых случаях незначительно влияет на эстетику.
Эволюция в сторону солнечных окон
2014 в Университет Мичигана разработал полностью прозрачный фотоэлектрический элемент благодаря своей технологии органические полимеры. В отличие от предыдущих, эта ячейка поглощает только инфракрасное излучение, обеспечивая почти полную прозрачность, аналогичную стеклу. Эта ячейка по-прежнему имеет низкий КПД — 1%, но исследователи надеются повысить его до 5%.
Эти солнечные окна могут быть интегрированы в здания и представляют собой важный источник чистой энергии, не влияя на архитектурную эстетику. Установка солнечных окон в небоскребах или электромобилях, похоже, станет следующим большим шагом в этой технологии.
Принцип работы
прозрачные солнечные батареи Они работают аналогично традиционным, но вместо улавливания всего видимого света они фокусируются на поглощении ультрафиолетового и инфракрасного света. Он органический полимер В клетках он преобразует этот свет в энергию, а остальной свет проходит сквозь материал, сохраняя его прозрачность.
Для повышения эффективности в некоторые модели включены двусторонние клетки, которые улавливают свет с обеих сторон панели. Это позволяет солнечным окнам получать энергию не только от прямых солнечных лучей, но и от света, отраженного от окружающей среды, например, от близлежащих зданий.
Будущий потенциал прозрачных солнечных элементов
Внешний вид современного стеклянного жилого дома или офисного здания
Разработка прозрачных солнечных элементов все еще находится на ранней стадии, но уже изучаются многочисленные возможности их применения. потенциальные приложения. К ним относятся:
- солнечные окна: Его использование в больших зданиях обещает большой вклад в производство энергии в городских районах без необходимости занимать дополнительное пространство.
- мобильные устройства: Ведутся работы по интеграции прозрачных солнечных панелей в экраны смартфонов и планшетов, что позволит заряжать устройства естественным светом.
- Электромобили: Солнечные окна могут помочь заряжать аккумуляторы электромобилей, уменьшая необходимость в частой зарядке.
Промышленность также экспериментирует с вариантами получения энергии посредством солнечная черепица и фотоэлектрические шторы, который предложил бы еще один способ расширить производство экологически чистой энергии в городах.
Прозрачные солнечные элементы представляют собой одну из самых интересных инноваций в области солнечной энергетики. Хотя они все еще создают некоторые технические проблемы, такие как низкая эффективность и высокая стоимость, их потенциальные применения бесчисленны.
С момента регистрации в солнечные окна Благодаря интеграции с мобильными устройствами эти элементы могут произвести революцию в способах улавливания солнечной энергии. Ключевым моментом будет дальнейшая оптимизация их энергоэффективности и снижение затрат, чтобы сделать их более доступными на рынке.