Νέα αόρατα ηλιακά πάνελ, που μοιάζουν με παράθυρα

Σύνταξη: ecozen.gr

Οι επιστήμονες δημιούργησαν το πρώτο πλήρως διαφανές ηλιακό πάνελ. Με στόχο την ευρύτερη οικιακή χρήση ηλιακής ενέργειας. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως τα παράθυρα και να ενσωματωθούν στην πρόσοψη ενός κτιρίου.

Το διαφανές ηλιακό υλικό, το οποίο θα μπορούσε να μετατρέψει τα παράθυρα ή ακόμα και το smartphone, σε συσκευές παραγωγής ενέργειας που μειώνουν τις εκπομπές.

• Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα μπορούν να τα εφαρμόζουν στα παράθυρα και στις οροφές τους.
• Τα φορητά gadget θα μπορούν να παράγουν τη δική τους ισχύ μέσω των δικών τους οθονών.
• Τα αστικά κτίρια που είναι πολύ ψηλά για χρήση κανονικών ηλιακών συλλεκτών μπορούν να τα ενσωματώσουν στις προσόψεις τους.
• Ακόμα και τα αεροπλάνα θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιήσουν αυτήν την τεχνολογία για να παράγουν παθητική ισχύ.

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι αδιαφανή. Πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε φωτοβολταϊκές μονάδες και σε στέγες.

Τώρα οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Incheon της Νότιας Κορέας δημιούργησαν διαφανή ηλιακά πάνελ.

Αυτή είναι η πρώτη φορά που επιχειρείται μια πλήρως διαυγής ηλιακή κυψέλη. Τα στρώματα ημιαγωγών, τα οποία πιάνουν το φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό, είναι ο λόγος για το αδιαφανές χρώμα τους.

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Incheon έχουν αντικαταστήσει αυτά τα στρώματα με διοξείδιο τιτανίου και οξείδιο νικελίου. Και τα δύο υλικά έχουν υψηλή οπτική διαφάνεια, οπότε έχουν την ικανότητα να αφήνουν άφθονο ορατό φως.

Ωστόσο, ο ρυθμός απόδοσης του διαφανούς ηλιακού πλαισίου είναι μόλις 2% αυτή τη στιγμή.

Πού στηρίζεται η τεχνική

Η καινοτόμος τεχνική τους στηρίζεται σε ένα συγκεκριμένο μέρος του ηλιακού στοιχείου. Την ετεροσύνδεση, που αποτελείται από λεπτές μεμβράνες υλικών που είναι υπεύθυνες για την απορρόφηση του φωτός.

Συνδυάζοντας τις μοναδικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου και των ημιαγωγών του οξειδίου του νικελίου, οι ερευνητές μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα αποτελεσματικό, διαφανές ηλιακό πάνελ.

Πέντε χρόνια μετά τη συμφωνία του Παρισιού για το κλίμα, όλοι παρακολουθούν την παγκόσμια πρόοδο για ένα μέλλον χωρίς άνθρακα.

Ένα κρίσιμο μέρος αυτού του στόχου περιλαμβάνει την ενεργειακή μετάβαση από τα ορυκτά καύσιμα σε ανανεώσιμες πηγές. Όπως η ενέργεια του ήλιου, του νερού, του ανέμου και των κυμάτων.

Η ηλιακή ενέργεια η πιο αξιόπιστη και άφθονη πηγή ενέργειας στη Γη

Μεταξύ αυτών, η ηλιακή ενέργεια είχε πάντα την υψηλότερη ελπίδα στην επιστημονική κοινότητα, ως την πιο αξιόπιστη και άφθονη πηγή ενέργειας στη Γη.

Τις τελευταίες δεκαετίες, τα ηλιακά πάνελ έχουν γίνει φθηνότερα, πιο αποτελεσματικά και φιλικά προς το περιβάλλον.
Ωστόσο, είναι αδιαφανή. Γεγονός που εμποδίζει την ευρύτερη χρήση τους και την ενσωμάτωση τους. Και περιορίζονται στο να παρατάσσονται σε στέγες και σε απομακρυσμένα φωτοβολταϊκά αγροκτήματα.

Τι γίνεται όμως αν τα ηλιακά πάνελ επόμενης γενιάς. Θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε παράθυρα, κτίρια ή ακόμα και στις οθόνες κινητών τηλεφώνων;

Αυτή είναι η ελπίδα του καθηγητή Joondong Kim από το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Incheon.

Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Power Sources, αυτός και οι συνεργάτες του περιγράφουν λεπτομερώς την τελευταία τους εφεύρεση. Το πλήρως διαφανές ηλιακό στοιχείο.

«Τα μοναδικά χαρακτηριστικά των διαφανών φωτοβολταϊκών κελιών θα μπορούσαν να έχουν διάφορες εφαρμογές στην τεχνολογία», λέει ο καθηγητής Joondong
Kim.

Η ιδέα που έγινε πράξη

Η ιδέα των διαφανών ηλιακών κελιών είναι γνωστή. Αλλά η νέα εφαρμογή όπου οι επιστήμονες μπόρεσαν να μεταφέρουν την ιδέα στην πράξη είναι ένα κρίσιμο νέο εύρημα.

Προς το παρόν, τα υλικά που κάνουν το ηλιακό κελί αδιαφανές είναι τα στρώματα ημιαγωγών. Εκείνα που είναι υπεύθυνα για τη σύλληψη φωτός και τη μετάφραση του σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Ως εκ τούτου, ο καθηγητής Joondong Kim και οι συνάδελφοί του εξέτασαν δύο πιθανά υλικά ημιαγωγών, τα οποία εντοπίστηκαν από προηγούμενους ερευνητές για τις επιθυμητές τους ιδιότητες.

Το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2)

Το πρώτο είναι το διοξείδιο του τιτανίου (TiO2), ένας πολύ γνωστός ημιαγωγός που χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή ηλιακών κελιών. Εκτός από τις εξαιρετικές ηλεκτρικές του ιδιότητες, το TiO2 είναι επίσης ένα φιλικό προς το περιβάλλον και μη τοξικό υλικό.
Αυτό το υλικό απορροφά το υπεριώδες φως (ένα μέρος του φάσματος φωτός αόρατο με γυμνό μάτι), ενώ αφήνει το μεγαλύτερο μέρος του ορατού φωτός.

Το οξείδιο του νικελίου (NiO)

Το δεύτερο υλικό που διερευνήθηκε για να γίνει αυτή η σύνδεση ήταν το οξείδιο του νικελίου (NiO), ένας άλλος ημιαγωγός που είναι γνωστό ότι έχει υψηλή οπτική διαφάνεια. Καθώς το νικέλιο είναι ένα από τα άφθονα στοιχεία της ομίχλης στη Γη και το οξείδιο του μπορεί εύκολα να κατασκευαστεί σε χαμηλές βιομηχανικές θερμοκρασίες, το NiO είναι επίσης ένα εξαιρετικό υλικό για τη δημιουργία φιλικών προς το περιβάλλον κελιών.