Полупрозрачные солнечные окна установили новый рекорд эффективности преобразования света

Учёные из Гонконгского политехнического университета (PolyU) представили инновационный метод оценки фотоактивных материалов, который позволил достичь рекордного показателя эффективности использования света — 6,05% в полупрозрачных солнечных элементах.

Новый подход к оценке солнечных материалов

Исследовательская команда под руководством профессора Ли Гана и доктора Ю Цзяншэна разработала новый параметр — FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency), предназначенный для более точной оценки потенциала фотоактивных материалов в полупрозрачных органических фотоэлементах (ST-OPV).

FoMLUE учитывает три ключевых показателя:

1. среднюю светопроницаемость,

2. ширину запрещённой зоны,

3. плотность тока.

Благодаря этому параметру учёные смогли определить наиболее эффективные комбинации материалов для ST-OPV, обеспечивающие высокую стабильность, теплоизоляцию и рекордную эффективность преобразования света.

От солнечного света к «умным» окнам

Полупрозрачные солнечные панели привлекают внимание архитекторов и инженеров благодаря сочетанию эстетики и энергоэффективности.
В отличие от традиционных солнечных панелей, ST-OPV могут быть прозрачными или иметь лёгкий оттенок, что делает их идеальными для умных окон, фасадов и интегрированных в здание фотоэлектрических систем (BIPV).

Кроме того, эти панели:

• производятся из экологичных и доступных материалов,

• сохраняют естественный внешний вид под солнечным светом,

• способны генерировать энергию без ущерба дизайну здания.

Команда PolyU отмечает, что такие технологии могут стать шагом к самообеспечивающимся зданиям, которые частично удовлетворяют свои энергетические потребности за счёт солнечного света.

Где солнечные окна работают лучше всего

Учёные также провели географические испытания, изучив влияние климата и региона на эффективность солнечных окон.
Используя модель динамического энергопотребления, исследователи протестировали технологию в 371 городе Китая.

Результат впечатлил:

Более 90% городов показали заметную экономию энергии,
а в регионах с жарким летом и мягкой зимой годовая экономия достигала 1,43 ГДж/м².

Это доказывает, что солнечные окна особенно эффективны в тропических и субтропических климатических зонах, где солнечная радиация высокая, а кондиционирование требует больших энергозатрат.

Путь к коммерциализации

Профессор Ли Ган подчеркнул потенциал новой технологии:

«Наши результаты демонстрируют универсальность и адаптивность высокоэффективных ST-OPV в создании устойчивых и энергосберегающих архитектурных решений. Эти разработки открывают путь к коммерческому использованию солнечных окон без компромиссов в дизайне».

Итог

Технология полупрозрачных солнечных окон делает ещё один шаг к массовому применению.
Благодаря рекордной эффективности и адаптивности, она может стать ключевым элементом умных зданий будущего, объединяющих эстетику, экологичность и автономное энергоснабжение.