Solarna ćelija koja se koristi u električnim prozorima ima životni vek od 30 godina

Sunčeva energija je najjeftiniji oblik energije koju je čovečanstvo proizvodilo od industrijske revolucije. Korišćenjem ovih uređaja na prozorima, vaša zgrada postaje elektrana.

Iako je silicijum i dalje kralj efikasnosti solarnih panela, on nije transparentan. Za solarne panele pogodne za prozore, istraživači istražuju organske materijale ili materijale na bazi ugljenika. Izazov sa kojim se suočava Forrest tim je kako sprečiti da se veoma efikasni materijali za konverziju organske svetlosti brzo razgrađuju tokom upotrebe.

Prednosti i mane ovih materijala leže u molekulima koji transportuju foto-generisane elektrone do elektroda, ulaznih tačaka kola koja koriste ili skladište solarnu energiju. Ovi materijali se često nazivaju"nefulerenski receptori" da ih razlikujemo od robusnijih, ali manje efikasnih"fulerenskih receptora" napravljena od nanorazmerne ugljenične mreže. Solarne ćelije napravljene od ne-fulerenskih akceptora dopiranih sumporom mogu postići efikasnost od 18% što je ekvivalentno silicijumu, ali njihov radni vek nije dug.

& quot;Nefulerenski receptori imaju veoma visoku efikasnost, ali sadrže slabe veze koje se lako rastavljaju pod visokoenergetskim fotonima, posebno ultraljubičastim [ultraljubičastim] fotonima koji su uobičajeni na sunčevoj svetlosti," Pomoćnik istraživača u oblasti elektrotehnike i računarstva na Univerzitetu u Mičigenu rekao je Li Jongksi. Autor rada Nature Communications.

Proučavajući degradiranu prirodu tih nezaštićenih solarnih ćelija, tim je shvatio da im je potrebna podrška samo na nekoliko mesta. Prvo, treba da blokiraju ultraljubičaste zrake. U tu svrhu dodali su sloj cink oksida, uobičajenog sastojka za zaštitu od sunca, na stranu stakla okrenutu prema suncu.

Tanji sloj cink oksida u blizini oblasti koja apsorbuje svetlost pomaže da se elektroni generisani od Sunca sprovedu do elektrode. Nažalost, takođe je uništio krhki apsorber svetlosti, pa je tim dodao sloj materijala na bazi ugljenika koji se zove IC-SAM kao pufer.

Pored toga, elektrode koje povlače pozitivno naelektrisane"rupe" (u suštini prostor oslobođen elektronima) u kolo takođe može da reaguje sa apsorberima svetlosti. Da bi zaštitili tu stranu, dodali su još jedan tampon sloj, koji je fuleren u obliku lopte.

Tim je zatim testirao svoju novu odbranu pod simuliranom sunčevom svetlošću različitog intenziteta, od tipične svetlosti od 1 sunca do 27 sunca, i temperaturama do 150 stepeni Farenhajta. Proučavajući kako performanse opadaju u ovim uslovima, tim je zaključio da solarne ćelije i dalje mogu da rade sa 80% efikasnosti nakon 30 godina.

Forrest vidi kako budućnost ovih uređaja&dolazi do prozora u vašoj blizini." Njegov tim je povećao transparentnost modula na 40%. Veruju da mogu da se približe 60% transparentnosti.

Oni takođe rade na povećanju efikasnosti sa 10% postignutih u prozirnom modulu izveštaja na blizu 15% za koje se veruje da je moguće uz visoku transparentnost. Pošto se materijal može pretvoriti u tečnost, očekuje se da će troškovi proizvodnje biti relativno niski.