Цветные солнечные батареи украсят интерьер

В Мичиганском Университете (U-M) нашли способ сделать солнечные батареи не только прозрачными, но и цветными. По мнению профессора Джея Гуо (Jay Guo), ведущего автора статьи, опубликованной онлайн в Scientific Reports, привлекательный внешний вид позволит значительно расширить применение этих экологичных источников энергии: «Сегодня солнечные панели — черные и единственным местом, где их можно использовать являются крыши зданий. А крыша типичной многоэтажки — это не так много».

Возможность получать панели нужной дизайнеру окраски позволяет превратить их в элемент декорации, в том числе, внутреннего интерьера. Гуо предвидит также появление рекламных щитов, тонированных оконных стекол и цветной облицовки домов, способных превращать свет в электричество.

Коллектив U-M продемонстрировал возможности новой технологии на примере слайда американского флага, в котором как красные полосы, так и синий фон представляют собой работающие солнечные элементы.

Концептуальный прототип пока имеет невысокий кпд преобразования, всего 2%. Тем не менее, такая панель размерами 1×1 м обеспечит достаточно энергии для питания флуоресцентной лампы или небольших электронных гаджетов.

Лучшие известные образцы органических солнечных элементов достигают эффективности около 10%. Авторы изобретения продолжают совершенствовать цветные солнечные батареи, впрочем, по их словам, в погоне за привлекательным внешним видом некоторые уступки в функциональности всегда будут неизбежны.

В отличие от известных цветных солнечных элементов, в решении, предложенном Гуо, не используются красители и микроструктуры, ухудшающие прозрачность материала панелей. Различные цвета получают, варьируя толщину полупроводящего слоя аморфного кремния, заключенного между двумя полупрозрачными электродами (один из них сделан из органических материалов). Области, пропускающие (или, в других вариантах, отражающие) синий цвет, имеют толщину 6 нм, а красный — 31 нм. Зеленый цвет, также был получен учеными, но он не представлен на флаге.

Эта гибридная конструкция, сочетающая как неорганические, так и органические компоненты, позволила исследователям сделать солнечные ячейки в 10 раз более тонкими, чем традиционные панели из аморфного кремния. Кроме того, она способна обеспечить почти 100% внутреннюю квантовую эффективность, т.е. когда почти все захваченные фотоны преобразовываются в электричество.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365