Revoluția în modularizarea celulelor solare deschide calea pentru aplicații comerciale
De ce contează: Oamenii de știință lucrează de ani de zile la crearea de celule solare transparente, atingând diverse repere care au adus tehnologia mai aproape de aplicațiile comerciale. Acum, o echipă din Coreea de Sud a făcut o descoperire semnificativă, concentrându-se pe cercetarea modularizării. Avansarea abordează o provocare cheie în scalarea tehnologiei solare transparente de la celule individuale la module mai mari, practice, care pot fi integrate în aplicații din lumea reală.
O echipă de cercetare de la Institutul Național de Știință și Tehnologie Ulsan (UNIST) din Coreea de Sud a dezvoltat o tehnologie transparentă a celulelor solare, capabilă să încarce direct o baterie de pe o suprafață de sticlă. Această inovație oferă numeroase aplicații, permițând generarea directă de energie din surse precum ecranele smartphone-urilor, geamurile mașinilor și fațadele clădirilor.
Într-o demonstrație practică, cercetătorii au încărcat cu succes un smartphone folosind lumina naturală a soarelui, demonstrând că ecranul unui dispozitiv mobil poate funcționa ca sursă de energie.
Tehnologia are un potențial comercial semnificativ. Piața fotovoltaicilor integrate în clădiri (BIPV), care include celule solare transparente, este estimată să ajungă la 86,7 miliarde de dolari până în 2031.
În timp ce oamenii de știință au lucrat de ani de zile la celule solare transparente, materiale adecvate au fost dezvoltate abia recent. De exemplu, anul trecut, cercetătorii de la Școala de Inginerie a Universității Tohoku au creat o celulă solară transparentă folosind o foaie atomică 2D cu o transparență vizibilă medie de 79%. În plus, o echipă de la MIT explorează tehnologia celulelor solare transparente folosind materiale organice care absorb lumina infraroșie și ultravioletă, permițând în același timp trecerea luminii vizibile.
În schimb, abordarea UNIST utilizează siliciu cristalin (c-Si), cel mai comun și eficient material fotovoltaic. Strategia lor de modularizare abordează, de asemenea, provocările cheie în extinderea tehnologiei solare transparente pentru aplicații din lumea reală.
Cercetarea UNIST a „deschis o nouă cale pentru cercetarea modularizării, care este esențială pentru comercializarea celulelor solare transparente din siliciu”, a spus profesorul Kwanyong Seo, care, împreună cu echipa sa de la Școala de Energie și Inginerie Chimică a UNIST, a dezvoltat celulele solare transparente. . „Plănuim să continuăm cercetările, astfel încât celulele solare transparente să poată deveni o tehnologie cheie în viitoarea industrie a energiei ecologice”.
Celulele solare UNIST au un design cu contact complet (ABC), cu toate componentele electrice situate pe partea din spate a celulei pentru a păstra aspectul de sticlă.
O altă inovație cheie este tehnologia de modularizare fără sudură, care elimină golurile dintre celulele solare fără a utiliza fire metalice. Acest progres abordează problemele estetice asociate cu metodele tradiționale de modularizare a celulelor solare.
Modulul de celule solare transparent de 16 cm² al echipei a atins o eficiență maximă de conversie a puterii de 15,8%, menținând în același timp o transmisie vizibilă medie de 20%. Panourile solare tradiționale din siliciu au de obicei eficiențe de aproximativ 15-20%. Prin interconectarea celulelor unitare, cercetătorii au reușit să ajusteze tensiunea și puterea de ieșire de la 0,64 V și 15,8 mW pentru o celulă de 1 cm² la 10,0 V și 235 mW pentru un modul de 16 cm².
Cercetarea, publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences, a fost susținută de Institutul Coreean de Evaluare și Planificare a Tehnologiei Energetice.
