Китайские ученые разработали адаптивное стекло с возможностью самостоятельной зарядки

Ученые из Университета Хэнань, стоящие в авангарде этой инновации, успешно соединили солнечную энергию и электрохромное стекло в одном прототипе. Стекло, в котором используются тонкопленочные фотоэлементы из кестерита (CZTSSe) и электрохромный материал на основе биметаллического оксида никеля и кобальта (NiCoO2), способны регулировать свою прозрачность, одновременно используя солнечную энергию солнечных лучей.

Смотрите также США первыми в мире начнут масштабное производство солнечных панелей.

Как все это работает

Солнечный элемент, встроенный в стекло, сконструирован на стеклянной подложке, покрытой молибденом (Mo), кестеритовым поглотителем, буферным слоем сульфида кадмия (CdS), слоем оксида цинка (ZnO), слоем оксида индия-олова (ITO), металлическими контактами из серебра (Ag).

Для достижения электрохромной функциональности исследователи использовали простую технику химического осаждения в ванне для создания оконных пленок NiCoO2. Благодаря пористой структуре нанопластовцев и совместному воздействию никеля и кобальта эти пленки, а также "умные" окна на их основе продемонстрировали выдающиеся электрохимические, электрохромные и энергосберегающие возможности.

Кроме того, на стекло была нанесена пленка оксида титана (TiO2), позволявшая сохранять энергию. Пленка TiO2 продемонстрировала отличные электрохромные свойства, то есть она могла изменять прозрачность и цвет под влиянием электричества, а также сохранять ионы.

Новая разработка китайских ученых / Фото Henan University

Насколько это эффективно

Испытав стекло при стандартных условиях освещения, исследователи зафиксировали потребление энергии 318,3 мВт-ч/м2 и общую эффективность 2,15%. Эксперты утверждают, что эта эффективность сопоставима с большинством фотоэлектрических окон, разработанных сегодня.

Электрохромные пленки NiCoO2 демонстрируют большую оптическую модуляцию, высокую скорость переключения, исключительную электрохромную стабильность и отличную пропускную способность благодаря пористой структуре нанослойных массивов и биметаллической синергии,
– объясняют разработчики.

Проще говоря, новое стекло демонстрирует быстрое изменение прозрачности в широком диапазоне светопропускания и сохраняет свой уровень в течение длительного периода. Кроме того, тонировка стекла была нейтральной, что, вероятно, будет оценено большинством пользователей.

Исследователи подчеркнули, что их главной целью было использование минерала кестерита для создания этих разумных очков.

Интересный факт! Кестерит легкодоступным, экономически выгодным и легко синтезируется из распространенных химических элементов, что делает его идеальным для широкого внедрения.

Хотя исследователи признают, что над повышением эффективности очков и упрощением их массового производства еще предстоит поработать, способность модулировать свето- и теплопередачу при одновременной генерации энергии с помощью фотоэлектрических элементов открывает перспективные перспективы для дальнейшего прогресса в этой области.

Читайте на сайте Миниатюрную копию человеческого мозга попытаются вырастить в космосе

Разработка адаптивного стекла с возможностью самостоятельной зарядки является значительным шагом на пути к более устойчивым и энергоэффективным зданиям. Поскольку китайские ученые продолжают работать над усовершенствованием этой технологии, перспектива доступных и широко распространенных "умных" стеклопакетов на зданиях по всему миру становится все ближе к реальности.