Китайські вчені розробили адаптивне скло з можливістю самостійної зарядки

Вчені з Університету Хенань, що стоять в авангарді цієї інновації, успішно поєднали сонячну енергію та електрохромне скло в одному прототипі. Скло, в якому використовуються тонкоплівкові фотоелементи з кестериту (CZTSSe) та електрохромний матеріал на основі біметалевого оксиду нікелю та кобальту (NiCoO2), здатне регулювати свою прозорість, одночасно використовуючи сонячну енергію сонячних променів.

Дивіться також США першими у світі почнуть масштабне виробництво перовскітних сонячних панелей

Як все це працює

Сонячний елемент, вбудований у скло, сконструйований на скляній підкладці, покритій молібденом (Mo), кестеритовим поглиначем, буферним шаром сульфіду кадмію (CdS), шаром оксиду цинку (ZnO), шаром оксиду індію-олова (ITO), нанесеним магнетронним розпиленням, і металевими контактами зі срібла (Ag).

Для досягнення електрохромної функціональності дослідники використовували просту техніку хімічного осадження у ванні (ХОВ) для створення віконних плівок NiCoO2. Завдяки пористій структурі нанопластівців та спільному впливу нікелю і кобальту ці плівки, а також "розумні" вікна на їх основі, продемонстрували видатні електрохімічні, електрохромні та енергозберігаючі можливості.

Крім того, на скло була нанесена плівка оксиду титану (TiO2), яка дозволяла зберігати енергію. Плівка TiO2 продемонструвала чудові електрохромні властивості, тобто вона могла змінювати прозорість і колір під впливом електрики, а також зберігати іони.

Нова розробка китайських вчених / Фото Henan University

Наскільки це ефективно

Випробувавши скло за стандартних умов освітлення, дослідники зафіксували споживання енергії 318,3 мВт-год/м2 і загальну ефективність 2,15%. Експерти стверджують, що ця ефективність порівнянна з більшістю фотоелектричних вікон, розроблених сьогодні.

Електрохромні плівки NiCoO2 демонструють велику оптичну модуляцію, високу швидкість перемикання, виняткову електрохромну стабільність і відмінну пропускну здатність завдяки пористій структурі масивів нанопластівців і біметалічній синергії,
– пояснюють розробники.

Простіше кажучи, нове скло демонструє швидку зміну прозорості в широкому діапазоні світлопропускання і зберігає свій рівень протягом тривалого періоду. Крім того, тонування скла було нейтральним, що, ймовірно, буде оцінено більшістю користувачів.

Дослідники наголосили, що їхньою головною метою було використання мінералу кестериту для створення цих розумних окулярів.

Цікавий факт! Кестерит є легкодоступним, економічно вигідним і легко синтезується з поширених хімічних елементів, що робить його ідеальним для широкого впровадження.

Хоча дослідники визнають, що над підвищенням ефективності окулярів і спрощенням їх масового виробництва ще треба попрацювати, здатність модулювати світло- і теплопередачу при одночасній генерації енергії за допомогою фотоелектричних елементів відкриває багатообіцяючі перспективи для подальшого прогресу в цій галузі.

Читайте на сайті Мініатюрну копію людського мозку спробують виростити в космосі

Розробка адаптивного скла з можливістю самостійної зарядки є значним кроком на шляху до більш стійких та енергоефективних будівель. Оскільки китайські вчені продовжують працювати над вдосконаленням цієї технології, перспектива доступних і широко розповсюджених "розумних" склопакетів на будівлях по всьому світу стає все ближчою до реальності.