موارد مهم
- محققان در استرالیا یک سلول خورشیدی نیمه شفاف ویژه ساخته اند.
- کارایی آن کمی کمتر از پنل های خورشیدی سنتی است، اما اجازه می دهد نور کافی برای استفاده به عنوان پنجره وارد شود.
- محققان می خواهند این پنجره های نیمه شفاف تولید کننده الکتریسیته را در آسمان خراش هایی نصب کنند که معمولاً فضای سقفی برای پنل های خورشیدی سنتی ندارند.
محققان راه حلی نوآورانه ابداع کرده اند تا چشم شهری را به مولدهای انرژی پاک تبدیل کنند.
تیمی از محققان استرالیایی سلول های خورشیدی نیمه شفافی ساخته اند که به نظر آنها می تواند روزی به آسمان خراش ها اجازه تولید نیروی خود را بدهد. سلول های خورشیدی شفاف از سلول های پروسکایتی ساخته شده اند که اغلب به عنوان آینده سلول های خورشیدی شناخته می شوند.
پروفسور Jacek Jasieniak از دپارتمان علم و مهندسی مواد، پروفسور Jacek Jasieniak از گروه علم و مهندسی مواد، این کار یک گام بزرگ به جلو در جهت تحقق دستگاه‌های پروسکایتی با کارایی بالا و پایدار است که می‌توانند به عنوان پنجره‌های خورشیدی برای تحقق بخشیدن به فرصت‌های بازار استفاده شوند. در دانشگاه موناش، در بیانیه مطبوعاتی دانشگاه گفت.
ویندوز قدرتمند
سیلیکون کریستالی برای دهه‌ها انتخاب مورد استفاده برای ساخت پنل‌های خورشیدی بوده است. با این حال، محققان به دنبال جایگزین‌هایی بوده‌اند، عمدتاً به دلیل فرآیند پرهزینه و فشرده ایجاد پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون.
سلول های خورشیدی پروسکایتبه عنوان یک جایگزین امیدوارکننده ظاهر شده اند.پروسکایت نام خود را به دلیل ساختار کریستالی خاص خود گرفته است. گوستاو رز، دانشمند آلمانی، آن را در سال 1839 کشف کرد. سنتز پروسکایت ها آسان است، و ساختار متمایز آنها، آنها را به عنوان فتوولتائیک (PV) برای تبدیل نور خورشید به انرژی بسیار کارآمد می کند.
بر اساس این، تیمی از محققان از مرکز تعالی ARC در علوم اکسایتون به رهبری پروفسور جاسینیاک سلول‌های پروسکایتی را با راندمان تبدیل ۱۵.۵ درصد ایجاد کرده‌اند، در حالی که اجازه عبور بیش از ۲۰ درصد از نور مرئی را می‌دهند. برای درک این موضوع، سلول‌های سیلیکونی پشت بام معمولاً بازدهی حدود 20 درصد دارند.
در سال 2020، همان گروه از محققان سلول های خورشیدی نیمه شفاف پروسکایتی با راندمان تبدیل انرژی 17 درصد تولید کردند و می توانستند 10 درصد از نور مرئی را عبور دهند.
در حالی که راندمان تبدیل نیرو در آخرین تحقیقات چند درجه کمتر از نتایج قبلی تیم است، میزان نور مرئی که ماده جدید اجازه عبور از آن را می دهد دو برابر شده است.محققان استدلال می کنند که این به طور قابل توجهی پتانسیل آنها را برای استفاده در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی دنیای واقعی افزایش می دهد.
"[سلول های خورشیدی نیمه شفاف] توجه قابل توجهی را در بازار فتوولتائیک یکپارچه در ساختمان (BIPV) به خود جلب کرده است، زیرا آنها سطح موجود را که می تواند برای تولید برق در یک محیط شهری مورد استفاده قرار گیرد، بسیار افزایش می دهد. محققان "علاوه بر این، آنها همچنین از مزیت کاهش افزایش گرمای وارده به ساختمان ها با جذب جزئی و انعکاس نور خورشید برخوردارند."
یک قدم نزدیکتر
یکی دیگر از پیشرفت‌ها در سلول‌های خورشیدی پروسکایت ایجاد شده به عنوان بخشی از آخرین تحقیقات، پایداری طولانی‌مدت هنگام آزمایش برای روشنایی و گرمایش مداوم است، که محققان می‌دانند شرایطی را که مواد در استفاده در دنیای واقعی با آن مواجه می‌شوند تقلید می‌کنند.
ساختمانها در حال حاضر برای قرار دادن نماهای مولد انرژی ساخته نشده اند.
"علم زیربنایی کار می کند، و این مفهوم فوق العاده است، به ویژه برای ساختمان هایی با نمای شیشه ای بزرگ و فضای سقف نسبتا کمی که برای فتوولتائیک های سیلیکونی معمولی در دسترس است."جیمز اوشی، دانشیار و خواننده در فیزیک. دانشکده فیزیک و نجوم و موسسه انرژی دانشگاه ناتینگهام، در ایمیلی به Lifewire گفتند.
لنس ویلر، دانشمند کارکنان آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL)، نیز از این توسعه هیجان زده است. ویلر از طریق ایمیل به Lifewire گفت: «معیارهای کارایی و شفافیت پنجره‌های PV پروسکایتی همچنان در حال افزایش است و می‌تواند به تأثیرات دنیای واقعی منجر شود.»
با این حال، ویلر خاطرنشان کرد که چندین بخش باید علاوه بر کارایی و شفافیت مورد توجه قرار گیرد، قبل از اینکه شاهد گسترش این پنجره های PV نیمه شفاف در همه جا باشیم.
برای شروع، باید رنگی از نظر زیبایی شناختی قابل قبول به خود بگیرند. ویلر گفت سلول‌های پروسکایت زرد، نارنجی یا قرمز هستند و باید یک لایه اضافی برای تغییر رنگ به خاکستری خنثی یا آبی و سبز ملایم وجود داشته باشد که رایج‌ترین رنگ برای پنجره‌ها هستند.
ویلر همچنین اذعان کرد که در حالی که مواد پروسکایت از نظر دوام راه طولانی را پیموده‌اند، کاربردهای یکپارچه ساختمان حتی از خورشیدی روی پشت‌بام یا در مقیاس کاربردی‌تر تقاضا می‌کنند زیرا خرابی و تعویض آن برای ساکنان هزینه بیشتری دارد و مخرب‌تر است.
دکتر O'Shea پیشنهاد کرد که سلول های خورشیدی پروسکایت را می توان در کنار سیلیکون سنتی برای ساخت سلول های هیبریدی با کارایی بیشتر مورد استفاده قرار داد. او مطمئن است که توسعه پنجره‌های خورشیدی به بلوغ فناوری سلول‌های خورشیدی پروسکایت کمک می‌کند و منجر به افزایش پذیرش آنها در سال‌های آینده می‌شود.
"ساختمانها در حال حاضر برای قرار دادن نماهای تولید کننده انرژی ساخته نمی شوند،" ویلر اشاره کرد. "قبل از اینکه این اتفاق در مقیاس بزرگ رخ دهد، باید آموزش و تغییر در صنعت ساخت و ساز وجود داشته باشد."
