بهره‌وری بالا؛

ساختمان‌های خود را با پنجره‌های خورشیدی زیبا کنید

محققان دانشگاه ایالت کارولینای شمالی با همکاری دانشگاه سوچو چین سلول‌های خورشیدی شفافی ساختند که می‌تواند به عنوان پنجره در ساختمان‌ها بکار گرفته شود.

کد خبر: ۸۷۰۰۷۴

چهارشنبه - ۲۹ مرداد ۱۳۹۹ / August 19, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، گروهی از محققان دانشگاهی به سرپرستی دانشگاه میشیگان رکورد بهره‌وری جدیدی برای سلول‌های خورشیدی شفاف و طبیعی ثبت کرده‌اند. این گروه به ۸.۱ درصد بهره‌وری و ۴۳.۳ درصد شفافیت با طراحی ارگانیک برپایه کربن بجای سیلیکون‌های معمولی دست یافت. با اینکه سلول‌ها میزان کمی رنگ سبز دارند، بسیار شبیه به رنگ خاکستری عینک‌های آفتابی و پنجره‌های اتومبیل هستند.

پنجره‌ها جلوه ساختمان و بهترین مکان برای سلول‌های خورشیدی ارگانیک هستند. این سلول‌ها برعکس سلول‌های سیلیکونی ترکیبی از بهره‌وری بالا و شفافیت قابل دیدن بسیار زیاد هستند.

ساختمان‌هایی که نمای شیشه‌ای دارند بطور معمول روکش آن‌ها بخشی از نور مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیس را منعکس و جذب کرده تا روشنایی و گرمای داخل ساختمان را کم کند. به جای تلف کردن این انرژی، پنل‌های خورشیدی شفاف می‌توانند از این انرژی استفاده تا برق مورد نیاز ساختمان را تامین کنند. شفافیت برخی از پنجره‌های موجود شبیه به سلول‌های خورشیدی شفاف این گروه است.

ساختار دستگاه و ماده جدیدی که این گروه ایجاد کرده‌اند باید در چندین مورد تعادل ایجاد کند. این ساختار باید جذب مناسب نور خورشید، ولتاژ بالا، جریان زیاد، مقاومت کم و شفافیت طبیعی را همزمان داشته باشد.

این ماده جدید ترکیبی از مولکول‌های ارگانیک مهندسی شده است تا نور مرئی را عبور داده و نور مادون قرمز نزدیک که بخش اعظمی از انرژی خورشید را دارد، جذب کند. علاوه براین، محققان پوشش نوری را ساخته‌اند تا هم تولید نیرو از نور مادون قرمز و هم عبور نور مرئی را بهبود بخشد. این دو کیفیت نوری معمولا در رقابت با هم هستند.

نسخه این دستگاه با رنگ طبیعی از الکترود اکسید قلع ایندیوم ساخته شده است. نسخه الکترود نقره نیز بهر‌ه‌وری را تا ۱۰.۸ درصد و عبور را تا ۴۵.۸ درصد بهبود می‌دهد. با این حال، وجود کمی رنگ سبز ممکن است در برخی کاربرد‌های پنجره قابل قبول نباشد.

سلول‌های خورشیدی شفاف با بهره‌وری میزان نورشان سنجیده می‌شوند. این میزان بیان می‌کند که چقدر از انرژی نور به عنوان الکتریسیته در دسترس است و چه میزان از پنجره عبور می‌کند. سلول‌های خورشیدی شفاف بهره‌وری تقریبا ۲-۳ درصد دارند، اما سلول‌های اکسید قلع ایندیوم ۳.۵ درصد و نسخه نقره دارای بهر‌ه‌وری ۵ درصد هستند.

هر دو نسخه این سلول‌ها در مقیاس‌ بزرگ قابل تولید هستند. سلول‌های خورشیدی ارگانیک می‌توانند برای استفاده محلی مورد استفاده قرار گرفته و در قسمت‌های زاویه‌دار بیشترین بهره‌‌وری را داشته باشند. این پنل‌ها می‌توانند در پنجره‌های دوجداره نیز استفاده شوند.

هدف این گروه افزایش راندمان و طول عمر سلول‌ها به حدود ۱۰ سال است. آن‌ها همچنین در حال بررسی وضعیت اقتصادی استفاده از این سلول‌ها در ساختمان‌های موجود هستند.