Od 2011 roku i wraz z pojawieniem się w mediach WYSIPY, widzieliśmy jak przezroczyste ogniwa słoneczne zaczęły zmieniać krajobraz energii słonecznej. Technologia ta, początkowo opracowana z myślą o zastosowaniach na urządzeniach mobilnych, ewoluowała w przyszłość wraz z większą liczbą zastosowań obejmujących budowanie szkła, pojazdów, a nawet infrastruktury publicznej.
Główne technologie przezroczystych ogniw słonecznych
Pierwszy krok na tym polu zrobiła francuska firma SunPartner Technologies wprowadzając WYSIPY (To, co widzisz, to powierzchnia fotowoltaiczna) w 2011 roku. To innowacyjne ogniwo fotowoltaiczne zostało wyprodukowane w cienkiej przezroczysta folia fotowoltaiczna, na bazie tworzyw sztucznych i związków organicznych.
El folia fotowoltaiczna Początkowo mógł absorbować część widma podczerwonego i ultrafioletowego, oprócz niewielkiej części światła widzialnego, osiągając wydajność od 7% do 9%. Zmniejszyło to jednak przejrzystość materiału do 70%. Aby rozwiązać ten problem, w 2015 roku SunPartner ulepszył technologię, osiągając 90% przejrzystości, choć kosztem zmniejszenia efektywności energetycznej o 2% do 3%.
Inne technologie w tym sektorze obejmują organiczne i przezroczyste, przewodzące tlenkowe ogniwa fotowoltaiczne, które umożliwiają przepuszczanie światła podczas przekształcania promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Są one nowsze i pozwalają na bardziej wszechstronne adaptacje, takie jak okładziny architektoniczne i okna fotowoltaiczne. W ramach tej ewolucji wydajność uległa poprawie, ale nadal istnieją wyzwania związane z wydajnością.
Zalety przezroczystych ogniw słonecznych
Te przezroczyste ogniwa słoneczne Idealnie nadają się do integracji z wieloma aplikacjami ze względu na następujące zalety:
- Bezproblemowa integracja: Ogniwa te można umieszczać na oknach, fasadach i urządzeniach mobilnych bez uszczerbku dla estetyki.
- Elastyczność: Elastyczność tych paneli pozwala na ich zastosowanie w wielu kształtach i materiałach.
- Wiele zastosowań: Od zastosowania w infrastrukturze po technologię mobilną, parkingi, a nawet szklarnie i baseny.
Wady przezroczystych ogniw słonecznych
- Ogniwa nadal nie osiągają wysokich parametrów sprawnościowych, co jest wadą w porównaniu z tradycyjnymi panelami fotowoltaicznymi.
- Koszt pozostaje wysoki, chociaż tendencja jest spadkowa w miarę postępu technologicznego.
- Przezroczystość waha się od 70% do 90%, w niektórych przypadkach nieznacznie wpływając na estetykę.
Ewolucja w stronę okien solarnych
2014 w University of Michigan dzięki swojej technologii opracował całkowicie przezroczyste ogniwo fotowoltaiczne polimery organiczne. W odróżnieniu od poprzednich, ogniwo to pochłania jedynie promieniowanie podczerwone, pozwalając na niemal całkowitą przezroczystość zbliżoną do szkła. Ogniwo to nadal ma niską wydajność wynoszącą 1%, ale badacze mają nadzieję podnieść ją do 5%.
Te okna solarne można zintegrować z budynkami i stanowią ważne źródło czystej energii, bez wpływu na estetykę architektoniczną. Kolejnym dużym krokiem w tej technologii wydaje się zamontowanie okien solarnych w drapaczach chmur lub pojazdach elektrycznych.
Zasada działania
przezroczyste ogniwa słoneczne Działają na podobnej zasadzie jak tradycyjne, tyle że zamiast wychwytywać całe światło widzialne, skupiają się na pochłanianiu światła ultrafioletowego i podczerwonego. On polimer organiczny W komórkach zamienia to światło w energię, natomiast reszta światła przechodzi przez materiał, zachowując jego przezroczystość.
Aby poprawić wydajność, niektóre modele zostały włączone komórki dwustronne, które wychwytują światło z obu stron panelu. Dzięki temu okna solarne mogą czerpać energię nie tylko z bezpośredniego światła słonecznego, ale także ze światła odbitego od otoczenia, na przykład od pobliskich budynków.
Przyszły potencjał przezroczystych ogniw słonecznych
Na zewnątrz nowoczesnego szklanego budynku mieszkalnego lub budynku biurowego
Rozwój przezroczystych ogniw słonecznych jest wciąż we wczesnej fazie, ale bada się już wiele ich zastosowań. potencjalne zastosowania. Obejmują one:
- okna solarne: Jego zastosowanie w dużych budynkach zapewnia ogromny wkład w produkcję energii na obszarach miejskich, bez konieczności zajmowania dodatkowej przestrzeni.
- Urządzenia mobilne: Trwają prace nad integracją przezroczystych paneli słonecznych z ekranami smartfonów i tabletów, co umożliwi ładowanie urządzeń naturalnym światłem.
- Samochody elektryczne: Okna solarne mogą pomóc w ładowaniu akumulatorów samochodów elektrycznych, zmniejszając potrzebę częstego ładowania.
Przemysł eksperymentuje także z możliwościami wytwarzania energii dachówki solarne i kurtyny fotowoltaiczne, co stanowiłoby kolejny sposób na zwiększenie produkcji czystej energii w miastach.
Przezroczyste ogniwa słoneczne stanowią jedną z najbardziej ekscytujących innowacji w dziedzinie energii słonecznej. Chociaż nadal stwarzają pewne wyzwania techniczne, takie jak niska wydajność i wysokie koszty, ich potencjalne zastosowania są niezliczone.
Od chwili założenia w okna solarne Dzięki integracji z urządzeniami mobilnymi ogniwa te mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki pozyskujemy energię słoneczną. Kluczem będzie dalsza optymalizacja ich efektywności energetycznej i redukcja kosztów, aby były bardziej dostępne na rynku.