Прозорі сонячні вікна. Нова технологія виробляє електроенергію цілодобово

Дослідники з Південної Кореї розробили прозору технологію сонячних вікон, яка може безперервно виробляти електроенергію — вдень від сонячного світла, а вночі від штучного освітлення в приміщеннях.

Результати опублікували в науковому журналі Joule.

Гібридні сонячні вікна створила наукова група під керівництвом професора Чун Йон Сока з кафедри інтегративної енергетичної інженерії Університету Кореї. У проєкті також брали участь Університет аерокосмічних досліджень Кореї та Корейський інститут науки й технологій (KIST).

За словами команди, нова розробка може суттєво розширити роль вікон в енергоефективних будівлях і допомогти подолати обмеження, з якими давно стикаються прозорі сонячні панелі. Зокрема, технологію планують застосовувати в будівлях із нульовим споживанням енергії та у вікнах для електромобілів.

Нові сонячні вікна зберігають високу прозорість і стабільно виробляють електроенергію незалежно від часу доби чи погоди. Вдень вони використовують сонячне світло, а вночі — світло від світлодіодних і люмінесцентних ламп усередині приміщень.

На відміну від традиційних прозорих сонячних елементів, які часто спотворюють світло або жертвують ефективністю заради прозорості, ця система зберігає чіткість зображення і правильну передачу кольорів. Дослідники пояснюють, що тонкоплівкові сонячні елементи зазвичай змінюють колір світла під час поглинання, що обмежує їх використання у вікнах будівель.

Основу технології становить поєднання розподіленого бреггівського відбивача (DBR) і двосторонніх кремнієвих сонячних елементів. Така структура спрямовує невидиме ближнє інфрачервоне світло до сонячних елементів, водночас пропускаючи більшу частину видимого світла. Завдяки цьому енергія отримується з хвиль, які зазвичай не використовуються, а саме вікно залишається світлим і візуально нейтральним.

У межах проєкту науковці використали властивості двосторонніх сонячних елементів, щоб забезпечити цілодобове виробництво енергії. Система працює стабільно навіть за змінної погоди.

За даними команди, світлопроникність вікна становить 75,6%, а рівень яскравості відповідає звичайному вікну. Індекс передачі кольору досяг 93,8%, що означає майже точне відтворення кольорів без спотворень — проблему, характерну для попередніх рішень.

Професор Чун зазначив, що результати показали можливість використовувати невидиме інфрачервоне випромінювання та внутрішнє освітлення як джерела енергії без втрати прозорості вікна.

На думку дослідників, запропонований підхід може стати альтернативою для створення вікон із вбудованими сонячними панелями, які поєднують високу прозорість, точну передачу кольорів і здатність ефективно виробляти електроенергію.