În august 2014, cercetătorii de la Michigan State University au creat un concentrator solar complet transparent, care ar putea transforma orice fereastră sau foaie de sticlă (cum ar fi ecranul smartphone-ului dumneavoastră) într-o celulă solară fotovoltaică. Spre deosebire de alte celule solare „transparente” despre care am relatat în trecut, aceasta este cu adevărat transparentă, după cum puteți vedea în fotografiile de pe parcursul acestei știri. Potrivit lui Richard Lunt, care a condus cercetarea la vremea respectivă, echipa era încrezătoare că panourile solare transparente pot fi implementate în mod eficient într-o gamă largă de medii, de la „clădiri înalte cu multe ferestre sau orice tip de dispozitiv mobil care necesită o calitate estetică ridicată, cum ar fi un telefon sau un e-reader.”
Acum Ubiquitous Energy, un startup MIT despre care am raportat pentru prima dată în 2013, este tot mai aproape de a aduce pe piață panourile sale solare transparente. Lunt a cofondat compania și rămâne profesor asistent de inginerie chimică și știința materialelor la Michigan State University. În esență, ceea ce fac ei este ca, în loc să micșoreze componentele, să schimbe modul în care celula absoarbe lumina. Celula culege selectiv partea din spectrul solar pe care nu o putem vedea cu ochiul liber, lăsând în același timp să treacă lumina vizibilă obișnuită.
Științific, un panou solar transparent este un fel de oximoron. Celulele solare, în special cele de tip fotovoltaic, produc energie absorbind fotoni (lumina soarelui) și transformându-i în electroni (electricitate). Cu toate acestea, dacă un material este transparent, prin definiție înseamnă că toată lumina trece prin mediul respectiv pentru a lovi partea din spate a ochiului dumneavoastră. Acesta este motivul pentru care celulele solare transparente anterioare au fost, de fapt, doar parțial transparente – și, pentru a adăuga o insultă la prejudiciu, de obicei, ele aruncă și o umbră colorată.
Sărurile organice absorb UV și infraroșu și emit infraroșu – procese care au loc în afara spectrului vizibil, astfel încât să pară transparente.
Pentru a ocoli această limitare, cercetătorii de la Michigan State folosesc o tehnică ușor diferită de colectare a luminii solare. În loc să încerce să creeze o celulă fotovoltaică transparentă (ceea ce este aproape imposibil), ei folosesc un concentrator solar luminescent transparent (TLSC). TLSC constă în săruri organice care absorb anumite lungimi de undă invizibile de lumină ultravioletă și infraroșie, pe care apoi le iluminează (strălucesc) sub forma unei alte lungimi de undă de lumină infraroșie (de asemenea invizibilă). Această lumină infraroșie emisă este ghidată către marginea plasticului, unde benzi subțiri de celule solare fotovoltaice convenționale o convertesc în energie electrică.
Dacă vă uitați cu atenție, puteți vedea câteva benzi negre de-a lungul marginilor blocului de plastic. În rest, însă, materialul organic activ – și, prin urmare, cea mai mare parte a panoului solar – este foarte transparent. (Citește: Fisiunea singulară solară îndoaie legile fizicii pentru a crește eficiența energiei solare cu 30%.)
Prototipul TLSC are în prezent o eficiență de aproximativ 1%, dar ei cred că 10& ar trebui să fie posibil odată ce va începe producția. Concentratorii luminescenți netransparenți (care scaldă încăperea în lumină colorată) ajung la un maxim de aproximativ 7%. Pe cont propriu, acestea nu sunt cifre uriașe, dar la o scară mai mare – fiecare fereastră dintr-o casă sau dintr-un bloc de birouri – cifrele se adună rapid. Și, deși probabil că nu vorbim despre o tehnologie care să vă poată face smartphone-ul sau tableta să funcționeze la nesfârșit, înlocuirea afișajului dispozitivului dvs. cu un TLSC v-ar putea aduce câteva minute sau ore în plus de utilizare cu o singură încărcare a bateriei.
„Deschide o mulțime de domenii pentru a implementa energia solară într-un mod neintruziv”, a declarat Lunt într-un interviu acordat blogului Michigan State’s Today. „Poate fi folosit pe clădiri înalte cu multe ferestre sau pe orice tip de dispozitiv mobil care necesită o calitate estetică ridicată, cum ar fi un telefon sau un e-reader. În cele din urmă, dorim să realizăm suprafețe de captare a energiei solare despre care nici măcar nu știi că sunt acolo.”
Cercetătorii – și Ubiquitous Energy – sunt încrezători că tehnologia poate fi extinsă de la aplicații industriale și comerciale mari, până la dispozitive de consum, rămânând în același timp accesibilă. Până în prezent, una dintre cele mai mari bariere în calea adoptării pe scară largă a energiei solare este natura intruzivă și urâtă a panourilor solare – evident, dacă putem produce cantități mari de energie solară din foi de sticlă și plastic care arată ca niște foi normale de sticlă și plastic, atunci ar fi incredibil.
Pentru mai multe, citiți Cum funcționează celulele solare?
Sebastian Anthony a scris versiunea originală a acestui articol. De atunci, acesta a fost actualizat cu noi informații.
.