Окна научились вырабатывать электричество
Исследователи из Калифорнийского университета, США, разработали новый тип прозрачных фотоэлементов, которые потенциально могут использоваться в окнах домов и других зданий для выработки электричества, при этом не мешая людям смотреть сквозь них. Их работу опубликовал журнал «ACS Nano».Группа разработчиков описывает новый вид полимерного фотоэлемента, который производит энергию путём поглощения преимущественно инфракрасного излучения, а не видимого света, за счёт чего элементы приблизительно на 70% прозрачны для человеческого глаза. Созданный прибор из фотоактивного пластика преобразует инфракрасные лучи в электрический ток.
«Полученные результаты означают, что зрительно прозрачные полимерные фотоэлементы могут широко использоваться в портативной электронике, «умных» окнах и устройствах для преобразования световой энергии в различных зданиях», — сообщил глава группы Ян Ян, профессор материаловедения и проектирования Калифорнийского университета.
Г-н Ян добавил, что последнее время во всем мире растёт интерес к так называемым полимерным фотоэлементам. «Наши новые элементы изготавливаются из материалов на основе пластиков, что сообщает им лёгкость и гибкость», — сказал он. «Более важно то, что их можно производить в больших количествах и по низкой себестоимости».
Полимерные фотоэлементы привлекают к себе повышенное внимание, поскольку обладают рядом преимуществ по сравнению с конкурирующими технологиями использования солнечной энергии. В настоящий момент учёные исследуют возможность применения таких элементов в новых областях, включая специальные устройства, устанавливаемые в домах для преобразования энергии Солнца в электричество и интегрированные зарядные устройства для портативной электроники.
В последнее время было предпринято множество попыток создания подобных элементов, обладающих прозрачностью или хотя бы полупрозрачностью, однако достигнутые результаты пока оставались невысокими.
Группа исследователей Калифорнийского университета совершила настоящий прорыв и создала высокопроизводительные прозрачные фотоэлементы путём использования фотосенситивного полимера для ближнего ИК-диапазона и многокомпонентной серебряной нанопроволоки.
Полученный фотоактивный полимер поглощает в основном инфракрасное излучение ближнего диапазона, но обладает низкой чувствительностью к видимой части спектра, за счёт чего удалось сбалансировать энергоэффективность и прозрачность.
Другим несомненным успехом стал прозрачный проводник из смеси серебряной нанопроволоки и наночастиц диоксида титана, которым заменили непрозрачные металлические электроды, использовавшиеся ранее. Путём комбинирования этих двух достижений удалось достигнуть четырёхпроцентной эффективности при преобразовании солнечной энергии в электрический ток.