Фотогальванические окна Kesterite со встроенным хранилищем

(Zapoved) – Они могут изменять свою прозрачность в зависимости от климатических условий, чтобы повысить комфортность помещений и снизить затраты на внутреннее кондиционирование воздуха. Они умные очки, буквально интеллектуальное стекло, инновационные решения, созданные для повышения энергоэффективности зданий. Последние достижения в этой области были получены в Хэнаньском университете в Китае, где группа ученых разработала оригинальные Кестерит фотогальванические окна, способный регулировать световое излучение и даже накапливать энергию. Результаты исследования были опубликованы в Материалы солнечной энергии и солнечные элементы (английский текст) и поместить изобретение в класс электрохромные окна.

Электрохромные умные окна, как они работают?

Электрохромные окна имеют стекла, покрытые специальными материалами (такими как оксид вольфрама или оксид никеля), которые изменяют свою светопропускную способность в зависимости от напряжения. Таким образом, контролируя количество света и тепла, проходящего внутри помещений. Это активная технология: требуется удар током, чтобы устройство изменило свою непрозрачность. Преимущества? Было показано, что электрохромное стекло компенсирует до 30% потребности здания в энергии. Однако, с другой стороны, им требуется внешний источник питания, что значительно ограничивает их применение. Вот почему на протяжении многих лет эта технология была интегрирована с фотогальваникой. электрохромные умные окна на солнечных батареях они представляют собой многообещающее решение для энергосбережения, хотя и имеют ряд ограничений. Одним из них является цвет: когда они темнеют, они становятся синими, что снижает визуальный комфорт. Кроме того, добавление кремниевых солнечных элементов значительно увеличивает производственные затраты.

Кестерит фотогальванические окна

Новые кестеритовые фотоэлектрические окна Хэнаньского университета предлагают отличное решение. В частности, команда под руководством Гуофа Кай интегрировала электрохромное окно на основе биметаллического оксида никеля-кобальта (NiCoO2) с Тонкопленочные солнечные элементы CZTSSe. Последний представляет собой созданную в лаборатории версию минерала кестерита, материала с хорошими оптическими и электронными свойствами, высокой стабильностью, полученного из распространенных и нетоксичных элементов. Очевидно, их выход еще не достиг уровня кристаллического кремния. Но он по-прежнему предлагает эффективность более 12%.

Пленки NiCoO2, полученные методом химического осаждения в ванне, имеют эстетически нейтральный цвет, что может улучшить зрительный комфорт жителей. А встроенный в стекло мини-фотомодуль площадью 1,89 см2 обеспечивает эффективный стабильный источник питания для электрохромизма. Не только. Окно также включает пленку оксида титана (TiO2) в качестве вспомогательного электрода с очень хорошими свойствами накопления энергии. Действительно, эта пленка наночастиц действует как слой накопления ионов из-за ее хорошей способности уравновешивать заряд и высокого коэффициента пропускания. Протестированное в стандартных условиях освещения фотогальваническое окно из кестерита показало энергопотребление 318,3 МВтч/м2 и общий КПД 2,15%. По словам ученых, эти значения сопоставимы с показателями современных солнцезащитных очков. Он также обеспечивал превосходную оптическую модуляцию (56,0% при 550 нм) и высокую скорость окрашивания (17 с).