Elektriaknas kasutatava päikesepatarei eluiga on 30 aastat

Päikeseenergia on odavaim energiaallikas, mille inimkond on tootnud alates tööstusrevolutsioonist. Kasutades neid seadmeid akendel, saab teie hoonest elektrijaam.

Kuigi räni on endiselt päikesepaneelide efektiivsuse kuningas, pole see läbipaistev. Aknasõbralike päikesepaneelide jaoks on teadlased uurinud orgaanilisi või süsinikupõhiseid materjale. Forresti meeskonna ees seisev väljakutse seisneb selles, kuidas vältida väga tõhusate orgaaniliste valguse muundamismaterjalide kiiret lagunemist kasutamise ajal.

Nende materjalide eelised ja puudused seisnevad molekulides, mis transpordivad fotoga genereeritud elektrone elektroodidele, päikeseenergiat kasutavate või salvestavate ahelate sisenemispunktidele. Neid materjale nimetatakse sageli"mittefullereeni retseptoriteks" eristada neid tugevamatest, kuid vähem tõhusatest"fullereeni retseptoritest" valmistatud nanomõõtmelisest süsinikvõrgust. Väävliga legeeritud mittefullereeni aktseptoritest valmistatud päikesepatareid suudavad saavutada räniga võrdväärse efektiivsuse 18%, kuid nende kasutusiga pole pikk.

& quot;Mittefullereeni retseptoritel on väga kõrge efektiivsus, kuid need sisaldavad nõrku sidemeid, mis on kergesti dissotsieerunud suure energiaga footonite, eriti ultraviolettkiirguse [ultraviolettkiirguse] footonite all, mis on tavalised päikesevalguses," ütles Michigani ülikooli elektritehnika ja arvutiteaduse abiteadlane Li Yongxi. Looduskommunikatsiooni paberi autor.

Uurides nende kaitsmata päikesepatareide halvenenud olemust, mõistis meeskond, et nad vajavad tuge vaid mõnes kohas. Esiteks peavad nad blokeerima ultraviolettkiired. Selleks lisasid nad klaasi päikesepoolsele küljele tsinkoksiidi, mis on tavaline päikesekaitsetoodete koostisosa.

Õhem tsinkoksiidi kiht valgust neelava ala lähedal aitab juhtida päikese poolt tekitatud elektrone elektroodile. Kahjuks hävitas see ka hapra valguse neelduja, nii et meeskond lisas puhvriks süsinikupõhise materjali kihi nimega IC-SAM.

Lisaks on elektroodid, mis tõmbavad positiivselt laetud"augud" (sisuliselt elektronide poolt vabastatud ruum) ahelasse võib reageerida ka valguse neelajatega. Selle külje kaitsmiseks lisasid nad veel ühe puhverkihi, mis on jalgpalli kujuline fullereen.

Seejärel katsetas meeskond oma uusi kaitsemehhanisme erineva intensiivsusega simuleeritud päikesevalguse käes, alates tüüpilisest 1 päikesevalgusest kuni 27 päikeseni, ja temperatuuridel kuni 150 kraadi Fahrenheiti järgi. Uurides, kuidas nendes tingimustes jõudlus langeb, järeldas meeskond, et päikesepatareid võivad 30 aasta pärast endiselt töötada 80% efektiivsusega.

Forrest näeb nende seadmete tulevikku"tulemas teie lähedal asuvale aknale." Tema meeskond on suurendanud mooduli läbipaistvust 40%-ni. Nad usuvad, et suudavad läheneda 60% läbipaistvusele.

Samuti töötavad nad selle nimel, et suurendada tõhusust aruande poolläbipaistva mooduli 10%-lt 15%-le, mis arvatakse olevat võimalik suure läbipaistvuse korral. Kuna materjali saab valmistada vedelaks, on tootmiskulud eeldatavasti suhteliselt madalad.