Окна и очки смогут вырабатывать электричество с помощью новой технологии

Исследование, опубликованное в журнале ACS Energy Letters, описывает разработку ультратонких солнечных элементов, созданных учеными из Наньянского технологического университета. (Сингапур). Работа показывает, что прозрачные и почти невидимые солнечные покрытия могут превратить стеклянные поверхности в источники электроэнергии — от окон зданий до линз очков и автомобильных стекол.

Солнечные элементы толщиной в нанометры

Команда под руководством Анналисы Бруно создала полупрозрачные перовскитные элементы, толщина активных слоев которых составляет около 10 нанометров — это примерно в 10 тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Несмотря на экстремально малую толщину, устройства демонстрируют высокую эффективность для своего класса и входят в число лучших результатов среди ультратонких перовскитных солнечных технологий.

Энергия прямо в стекле

Главная идея разработки — сделать энергетические системы незаметной частью городской среды. Такие элементы остаются полупрозрачными и слабо окрашенными, поэтому их можно интегрировать в стеклянные фасады зданий без заметного изменения внешнего вида.

В отличие от традиционных солнечных панелей, новые устройства способны работать не только при прямом солнечном свете, но и при рассеянном освещении. Это особенно важно для плотной городской застройки, где высокие здания часто перекрывают доступ к прямым лучам.

По оценкам исследователей, крупные здания со стеклянными фасадами потенциально могут генерировать значительные объемы энергии в год при масштабировании технологии.

Как создаются ультратонкие слои

Для изготовления элементов использовалось термическое испарение. В вакуумной камере материал нагревается до испарения, после чего осаждается на поверхность в виде сверхтонкой пленки.

Этот подход позволяет формировать перовскитные слои толщиной около 10 нанометров и избегать токсичных растворителей, которые часто применяются в традиционном производстве солнечных элементов.

Прозрачные и непрозрачные версии

Исследователи получили два типа устройств, регулируя толщину слоя:

• непрозрачные элементы показывали эффективность от 7 до 12 %
• полупрозрачные пропускали около 41 % видимого света и обеспечивали эффективность 7,6 %

Переход к практическому применению

Независимые эксперты отмечают, что метод производства может ускорить переход прозрачных солнечных технологий к массовому использованию. Сейчас команда подала патент и сотрудничает с промышленными партнерами. Следующий этап — повышение долговечности и масштабирование технологии для применения на больших поверхностях.