Разработаны прозрачные солнечные элементы для установки в витражах

Недавно исследователи из университета штата Мичиган представили новый тип солнечных элементов. Эти разноцветные прозрачные фотоэлектрические конструкции могут быть использованы для изготовления оконных витражей, декораций и даже солнцезащитных экранов, которые будут преобразовывать солнечную энергию в электричество.

Как считают исследователи, эти новые солнечные элементы представляют собой иной способ сбора солнечной энергии, который особенно подходит для использования в густонаселенных городах. Панели из прозрачных солнечных батарей можно устанавливать не только на крышах, но и на стенах и окнах зданий, многократно увеличивая поверхность преобразования энергии солнечных лучей в электроэнергию.

Исследователи продемонстрировали небольшую, размером с ладонь, фотоэлектрическую структуру в виде американского флага. «Звезды» и «полосы» на флаге имеют около 2 процентов эффективности преобразования. Такой «флаг», но уже размером метр на метр, способен генерировать достаточно электроэнергии для питания люминесцентных ламп и небольших электронных устройств.

Конечно, по сравнению с другими органическими элементами, которые в лабораторных условиях показывают 10-процентную эффективность, а также традиционными черными солнечными батареями, которые поглощают весь видимый спектр, новые фотоэлементы имеют небольшой коэффициент преобразования. И ученые сегодня работают над улучшением данных показателей, но в этом случае приходится выбирать между красотой и полезностью.

Другим отличием новых фотоэлементов является их структура – она состоит из ультратонких органических и неорганических компонентов и сконструирована так, что может поглощать свет определенных длин волн. Ну а для того, чтобы получить различные цвета элементов, ученые изменяют толщину слоя аморфного кремния в элементах. Например, в элементах синего цвета толщина слоя составляет 6 нанометров, тогда как в «красных» элементах – 31 нанометр. Кроме того, ультратонкая гибридная конструкция обеспечивает почти 100-процентную квантовую эффективность элемента (это количественная мера световой чувствительности).

Также важно отметить, что цвет элемента остается неизменным при изменении угла обзора. Это означает, что элемент поглощает одинаковое количество солнечной энергии вне зависимости от угла падения солнечных лучей (обычные солнечные панели оснащаются специальными поворотными механизмами с трекерами, отслеживающими положение солнца).