Напівпрозорі сонячні вікна встановили новий рекорд ефективності перетворення світла

Науковці з Гонконзького політехнічного університету (PolyU) представили інноваційний метод оцінки фотоактивних матеріалів, який дозволив досягти рекордного показника ефективності використання світла — 6,05% у напівпрозорих сонячних елементах.

Новий підхід до оцінки сонячних матеріалів

Дослідницька команда під керівництвом професора Лі Гана та доктора Ю Цзяншена розробила новий параметр — FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency), створений для більш точної оцінки потенціалу фотоактивних матеріалів у напівпрозорих органічних фотоелементах (ST-OPV).

FoMLUE враховує три ключові показники:

1. середню світлопроникність,

2. ширину забороненої зони,

3. густину струму.

Завдяки цьому параметру науковці змогли визначити найефективніші комбінації матеріалів для ST-OPV, що забезпечують високу стабільність, теплоізоляцію та рекордну ефективність перетворення світла.

Від сонячного світла до «розумних» вікон

Напівпрозорі сонячні панелі приваблюють увагу архітекторів та інженерів завдяки поєднанню естетики та енергоефективності.
На відміну від традиційних сонячних панелей, ST-OPV можуть бути прозорими або з легким відтінком, що робить їх ідеальними для розумних вікон, фасадів та інтегрованих у будівлю фотоелектричних систем (BIPV).

Крім того, ці панелі:

• виготовляються з екологічних і доступних матеріалів,

• зберігають природний зовнішній вигляд під сонячним світлом,

• здатні генерувати енергію без шкоди дизайну будівлі.

Команда PolyU вважає, що такі технології стануть кроком до самодостатніх будівель, які частково забезпечуватимуть свої енергетичні потреби завдяки сонячному світлу.

Де сонячні вікна працюють найефективніше

Науковці також провели географічні випробування, дослідивши вплив клімату та місцевості на ефективність сонячних вікон.
Використовуючи модель динамічного енергоспоживання, дослідники протестували технологію в 371 місті Китаю.

Результати вразили:

Понад 90% міст показали помітну економію енергії,
а в регіонах із жарким літом і м’якою зимою річна економія сягнула 1,43 ГДж/м².

Це доводить, що сонячні вікна особливо ефективні в тропічних і субтропічних кліматичних зонах, де сонячна радіація висока, а кондиціонування потребує значних енергоресурсів.

Крок до комерціалізації

Професор Лі Ган підкреслив потенціал нової технології:

«Наші результати демонструють багатофункціональність та адаптивність високоефективних ST-OPV у створенні сталих і енергоощадних архітектурних рішень. Ці розробки відкривають шлях до комерційного використання сонячних вікон без компромісів у дизайні».

Підсумок

Технологія напівпрозорих сонячних вікон робить ще один крок до масового застосування.
Завдяки рекордній ефективності та гнучкості вона може стати ключовим елементом розумних будівель майбутнього, що поєднують естетику, екологічність та автономне енергопостачання.