Naukowcy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie opracowali półprzezroczyste ogniwo słoneczne o regulowanej kolorystyce, które mogłoby przekształcić okna i fasady budynków w generatory energii elektrycznej bez uszczerbku dla estetyki. Technologia wykorzystuje drukowane w 3D mikroskopijne filary do kontrolowania przepuszczalności światła przy jednoczesnym zachowaniu mocy wyjściowej.
Innowacyjny projekt rozwiązuje problem integracji z budynkami
Sercem przełomu jest wzór z maleńkich polimerowych słupków stworzonych za pomocą druku 3D, które działają jako precyzyjne bramy optyczne, regulując ilość światła przechodzącego przez urządzenie. Metoda eliminuje potrzebę modyfikowania samego materiału słonecznego i unika wysokich temperatur oraz toksycznych rozpuszczalników typowo stosowanych w produkcji, co czyni ją odpowiednią dla elastycznych powierzchni.
„Naszym celem było przemyślenie na nowo sposobu osiągania przezroczystości w ogniwach słonecznych dla zastosowań w fotowoltaice zintegrowanej z budynkami” – powiedział prof. Shlomo Magdassi z Instytutu Chemii Uniwersytetu Hebrajskiego. Zespół badawczy, współprowadzony przez prof. Lioza Etgara, pod kierownictwem dr. Vikasa Sharmy, opublikował swoje wyniki w czasopiśmie EES Solar.
Ogniwa rozwiązują także długotrwały problem estetyczny w architekturze słonecznej. Regulując grubość warstwy przezroczystej elektrody, urządzenia mogą odbijać określone długości fal światła, wytwarzając różne kolory – od fioletowego po żółty – jednocześnie nadal generując energię elektryczną. „Szczególnie ekscytujące jest to, że możemy dostosowywać zarówno wygląd urządzenia, jak i jego poziom przezroczystości” – powiedział prof. Etgar.
Wydajność i przyszłe zastosowania
W testach laboratoryjnych elastyczne ogniwa słoneczne perowskitowe osiągnęły sprawność konwersji energii na poziomie 9,2 proc. przy średniej przezroczystości w zakresie światła widzialnego wynoszącej około 35 proc. Urządzenia zachowały stabilną wydajność po wielokrotnym zginaniu i przedłużonej pracy, co stanowi kluczowe wymagania dla rzeczywistych zastosowań architektonicznych.
Zespół planuje skupić się teraz na poprawie długoterminowej trwałości poprzez zastosowanie ochronnej hermetyzacji i warstw barierowych, aby przybliżyć tę technologię do komercyjnego wykorzystania w zintegrowanych z budynkami systemach fotowoltaicznych.
