В Іспанії розробили «двомірні» сонячні панелі — ідеальні для фасадів будівель

Іспанські дослідники з групи SyNC Інституту сонячної енергії Політехнічного університету Мадрида (UPM) розробили прототипи ультратонких сонячних елементів на основі двовимірних матеріалів. У серії експериментів були опрацьовані технології та матеріали для комерційно вигідного виробництва таких панелей. Моделювання показало, що покриття такими панелями типової хмарочоса в Мадриді на 30 % покриє потреби будівлі в електроенергії.

Джерело зображення: ШІ-генерація Grok 4/3DNews

Використовуючи технологію «hot-pick-up» (сухого переносу та комбінації матеріалів для створення ван-дер-ваальсових гетероструктур), вчені змогли створювати високоефективні двовимірні структури, які за товщиною практично позбавлені третього виміру, але при цьому зберігають здатність ефективно поглинати сонячне світло. Збірки для експериментів вчені отримували шляхом підбору, зборки та осадження фрагментів 2D-матеріалів у прозорі «бульбашки», що дозволяло формувати тонко налаштовані конфігурації для досягнення оптимального захоплення енергії фотонів.

Основні переваги нових сонячних елементів — це їхня екстремальна тонкість, напівпрозорість, мала вага, висока гнучкість і потенційно низька собівартість виробництва. Завдяки цим властивостям елементи можна наносити практично на будь-яку поверхню, включаючи фасади будівель, не порушуючи надходження природного світла всередину приміщень. Моделювання, проведене дослідниками, показало, що покриття фасаду типової мадридської хмарочоса такими напівпрозорими елементами здатне забезпечити до 30 % енергетичних потреб будівлі.

Запропоновані сонячні панелі орієнтовані в першу чергу на інтеграцію в будівлі. Напівпрозорі сонячні панелі дозволяють генерувати електроенергію, зберігаючи естетику архітектури та комфорт природного освітлення в інтер'єрах. Легкість і гнучкість роблять їх особливо перспективними для застосування на висотних будівлях, де встановлення традиційних важких панелей ускладнене.

Дослідники підкреслюють, що масштабування виробництва можливе завдяки методам напилення та осадження з розчинів на великі площі, що суттєво знизить витрати та відкриє шлях до комерціалізації технології. На думку команди UPM, такі ультратонкі сонячні елементи належать до числа найбільш перспективних рішень для вбудованої сонячної енергетики в міському середовищі, сприяючи переходу до енергоефективних і естетично привабливих будівель майбутнього.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки