Дoлжeн ли цвeт сoлнeчныx пaнeлeй стoять нa пути бoлee ширoкoгo примeнeния сoлнeчныx тexнoлoгий? Тeoрeтичeски, oтвeт: «Кoнeчнo, нeт».
Сoздaниe элeктричeствa из сoлнeчнoгo свeтa слишкoм вaжнo, чтoбы мeшaлa эстeтикa, ведь верно?
Почти все солнечные панели, изготовленные сегодня, обладают черным или темно-синим цветом. Для некоторых пользователей такой цвет делает солнечные панели непривлекательными для использования в других местах, кроме обычных крыш.
В некоторых случаях рекомендации по сохранению исторических ценностей не позволяют использовать классические солнечные панели просто потому, что их внешнее покрытие нарушает наружный вид исторических зданий.
Панели солнечных батарей могли бы быть интегрированы в стены и другие строительные поверхности, если их можно было бы сделать лучше в визуальном плане.
Исследователи AMOLF, академического института фундаментальной физики в Нидерландах, говорят, что они разработали способ изменить цвет солнечных панелей с помощью кремниевых наноструктур.
Однако, этот процесс снижает эффективность панелей примерно на 10%.
«Некоторые люди спрашивают: «Почему вы делаете солнечные батареи менее эффективными?». Но зато мы можем сделать солнечные элементы красивыми, не теряя при этом слишком высокой эффективности», — сказала Веренда Недер (Verena Neder), исследователь института.
«Новый метод изменения цвета панелей не только прост в применении, но и привлекателен как элемент архитектурного дизайна и имеет потенциал для расширения их использования».
Исследователи используют мягкую импринт литографию для нанесения на поверхность солнечных элементов плотного массива кремниевых нанотрубок. Каждая нанотрубка имеет ширину около 100 нанометров и имеет аккуратную форму для рассеивания определенной длины волны света.
На этом этапе испытаний полученные солнечные элементы становятся зелеными для пользователя.
Цвет остается постоянным в широком диапазоне угла обзора. «Структура, которую мы создали, не очень чувствительна к углу наблюдения, поэтому, даже если вы посмотрите на нее под боковым углом, она все равно будет зеленой», — говорит Недер.
Цвет солнечных панелей можно отрегулировать, изменив геометрию нанотрубок. Теперь, когда они зеленые, исследователи фокусируют внимание на разработку импринтов (органических пигментов), которые создают красные и синие солнечные элементы.
Как только ученые освоят эти три основных цвета, они смогут создавать любой цвет, включая белый. «Вы должны комбинировать разные наночастицы, и, если они будут очень близки друг к другу, они смогут взаимодействовать, и это повлияет на цвет», — сказал Полман. «Переход на белый цвет — действительно большое достижение».
Цветные солнечные панели от других компаний уже доступны для специализированных приложений, но они значительно снижают эффективность.
Разработанный процесс командой AMOLF снижает эффективность примерно на 10%, что является приемлемым компромиссом, если солнечные панели могут использоваться на поверхностных объектах большего количества зданий.
«В принципе, этот метод легко масштабируется для технологии производтва», — говорит Альберт Полман (Albert Polman), руководитель научной группы AMOLF. «Вы можете использовать печать, размером с солнечную панель, которая на одном этапе может распечатать всю панель, заполненную точным количеством этих наночастиц».
Одно из потенциальных применений технологии позволило бы создать тандемные солнечные элементы, укладываемые в слои, причем каждый слой был бы настроен на поглощение определенных лучей электромагнитного спектра. Теоретически это может привести к повышению эффективности на 30% и более.
Поскольку существующие коммерчески доступные солнечные элементы эффективны на 20 процентов, это станет крупным прорывом на пути к широкому использованию устойчивой энергии.
