Покращення технології напівпрозорих сонячних елементів сприяє розвитку енергетичних рішень для будівель

Революція в технології напівпрозорих сонячних елементів: нові горизонти для розумних міст

Дослідники з Гонконгського політехнічного університету зробили важливий крок вперед у розвитку напівпрозорих органічних фотогальванічних (ST-OPV) елементів. Ця інновація відкриває нові можливості для інтеграції сонячних елементів у вікна, екрани та інші поверхні, що є актуальним для міського середовища. ST-OPV вирішують важливий виклик поєднання прозорості з високою ефективністю перетворення енергії, забезпечуючи привабливий дизайн та ефективну генерацію енергії для розумних будівель.

Основне досягнення команди PolyU полягає у створенні параметра FoMLUE, що дозволяє всебічно аналізувати фотоеактивні матеріали з точки зору візуальної прозорості, ширини забороненої зони та густини струму. Цей параметр надає можливість отримати глибше розуміння матеріалів шляхом нормалізованого аналізу поглинання.

Згідно з результатами дослідження, ST-OPV з трійковими матеріалами, які мають найвищий FoMLUE, демонструють відмінну теплову ізоляцію і стабільність під час експлуатації. Вони досягли нового рекорду у 6,05% ефективності використання світла – це найвищий показник для напівпрозорих сонячних елементів на сьогодні.

Географічна адаптивність та енергозбереження

Команда також вивчила, як географічне положення впливає на продуктивність системи, розробивши транзиторну модель для моделювання вироблення електроенергії вікнами ST-OPV. Їх застосування у 371 китайському місті показало зменшення річного енергетичного навантаження у понад 90% локацій. Найкращі результати досягалися в регіонах з теплими зимами та гарячим літом, де річна економія енергії становила до 1,43 ГДж на квадратний метр. Це свідчить про те, що ST-OPV можуть значно підвищити енергоефективність будівель без шкоди для естетики.

Професор Лі підкреслив: “Як нова технологія сонячних фотогальванічних елементів, сонячні вікна відкривають нові можливості для практичного впровадження в BIPV, відновлювальні енергетичні автомобілі та сільськогосподарські теплиці. Наші висновки підкреслюють багатофункціональність і географічну адаптивність високоефективних ST-OPV у будівництві сталевих та енергозберігаючих розумних вікон без шкоди для архітектурного дизайну, демонструючи їх високий комерційний потенціал.”

Надалі команда PolyU планує вдосконалити довговічність ST-OPV і масштабувати виробництво більших сонячних модулів, що стане важливим кроком до комерційної реалізації. Особливий акцент робиться на розширенні можливостей технології для широкого використання у розумних містах, створенню стійких та енергоефективних вікон, які змінять обличчя сучасного ур