Sončna celica, ki se uporablja v električnih oknih, ima življenjsko dobo 30 let

Sončna energija je najcenejša oblika energije, ki jo je človeštvo proizvedlo od industrijske revolucije. Z uporabo teh naprav na oknih vaša stavba postane elektrarna.

Čeprav je silicij še vedno kralj učinkovitosti sončnih kolektorjev, ni pregleden. Za oknom prijazne sončne celice raziskovalci raziskujejo organske materiale ali materiale na osnovi ogljika. Izziv, s katerim se sooča ekipa Forrest, je, kako preprečiti, da bi se zelo učinkoviti materiali za pretvorbo organske svetlobe med uporabo hitro razgradili.

Prednosti in slabosti teh materialov so v molekulah, ki prenašajo foto ustvarjene elektrone do elektrod, vstopnih točk vezij, ki uporabljajo ali hranijo sončno energijo. Ti materiali se pogosto imenujejo"nefulerenski receptorji" da jih ločimo od močnejših, a manj učinkovitih"fulerenskih receptorjev" izdelana iz nanomerne karbonske mreže. Sončne celice iz nefulerenskih akceptorjev, dopiranih z žveplom, lahko dosežejo 18-odstotno učinkovitost, kar je enako siliciju, vendar njihova življenjska doba ni dolga.

& quot;Nefulerenski receptorji imajo zelo visoko učinkovitost, vendar vsebujejo šibke vezi, ki se zlahka ločijo pod visokoenergetskimi fotoni, zlasti ultravijoličnimi [ultravijoličnimi] fotoni, ki so pogosti pri sončni svetlobi," Pomočnik raziskovalca za elektrotehniko in računalništvo na Univerzi v Michiganu je dejal Li Yongxi. Avtor prispevka Nature Communications.

S preučevanjem degradirane narave teh nezaščitenih sončnih celic je ekipa ugotovila, da potrebujejo podporo le na nekaj mestih. Najprej morajo blokirati ultravijolične žarke. V ta namen so na stran stekla, ki je obrnjena proti soncu, dodali plast cinkovega oksida, običajne sestavine za zaščito pred soncem.

Tanjši sloj cinkovega oksida v bližini območja, ki absorbira svetlobo, pomaga prevajati elektrone, ki jih ustvari sončna energija, do elektrode. Žal je uničil tudi krhek absorber svetlobe, zato je ekipa kot pufer dodala plast materiala na osnovi ogljika, imenovanega IC-SAM.

Poleg tega so elektrode, ki vlečejo pozitivno nabite"luknje" (v bistvu prostor, ki ga izpraznijo elektroni) v vezje lahko reagira tudi z absorberji svetlobe. Za zaščito te strani so dodali še eno zaščitno plast, ki je fuleren v obliki nogometa.

Ekipa je nato testirala svojo novo obrambo pod simulirano sončno svetlobo različnih intenzivnosti, od tipične svetlobe 1 sonca do 27 sonc in temperatur do 150 stopinj Fahrenheita. S preučevanjem, kako zmogljivost pade v teh pogojih, je ekipa sklepala, da lahko sončne celice po 30 letih še vedno delujejo z 80-odstotno učinkovitostjo.

Forrest vidi, da prihodnost teh naprav&prihaja do okna v vaši bližini." Njegova ekipa je povečala preglednost modula na 40%. Verjamejo, da se lahko približajo 60-odstotni preglednosti.

Prizadevajo si tudi za povečanje učinkovitosti z 10 %, doseženih v prosojnem modulu poročila, na skoraj 15 %, ki naj bi bilo mogoče z visoko preglednostjo. Ker je material mogoče pretvoriti v tekočino, se pričakuje, da bodo proizvodni stroški relativno nizki.