До настоящего времени дизайнеры могли использовать для фасадов и крыш зданий только черные или серые солнечные батареи, особенно выбирать не приходилось.
Установка на крыши и фасады зданий стандартных солнечных батарей для выработки электроэнергии значительно изменяет внешний вид строений, и не всегда в лучшую сторону. На данный момент на рынке широко представлены только тёмные солнечные панели.
Однако теперь, благодаря высокотехнологичной тонкой плёнке, разработчики смогли превратить солнечные энерго элементы в разноцветные панели, предоставляющие большой простор для творчества.
«Пока недостаточно работы было сделано для того, чтобы объединить преобразователи солнечной энергии и элементы дизайна, что дало бы возможность создавать индивидуальные дизайнерские решения», говорит Кевин Фюксель, менеджер Института прикладной оптики и точного машиностроения Фраунхофер в городе Йена, Германия.
Фасадные солнечные батареи на Swiss Tech Convention Centers в Лозанне
Но положение вещей меняется к лучшему. Физики исследовательского института уже четыре года работают над созданием солнечных батарей с наноструктурой, которые можно было бы производить для массового рынка. Вместе с командой исследователей института Фраунхофер, ученые из Университета Фридриха Шиллера в Йене разрабатывают недорогие технологии производства, которые позволят не только повысить эффективность солнечных батарей, но и значительно расширят возможности для дизайнеров и архитекторов.
Силиконовые пластины, толщиной с бумажный лист, раскрасят солнечные батареи в разные цвета.
К. Фюксель в настоящее время работает над созданием разноцветных солнечных батарей на основе тончайших силиконовых пластин, толщиной не больше листа бумаги. Такие батареи предоставят простор для творчества в декоре фасадов и крыш домов.
Как это работает?
Силиконовый полупроводник, толщиной всего несколько микрометров, поглощает солнечный свет и превращает его в электроэнергию. Для того, чтобы большое количество света поступало на силиконовый субстрат, полупроводниковый слой снабжен оптически нейтральным защитным барьером (изолятором), на который наносится слой оксида толщиной сто нанометров.
Этот светопроницаемый проводящий оксид (СПО) проводит электричество, он необходим для того, чтобы собрать и направить как можно больше световых частиц на слой полупроводника ниже.
СПО обладает более низким светоотражающим индексом, по сравнению с силиконом, поэтому он работает как антиотражающее покрытие.
Простая конструкция такой SIS (полупроводник- изолятор- полупроводник) солнечной батареи, с прозрачным верхним слоем, обладает рядом преимуществ: помимо того, что такая панель способна собирать больше солнечного света, она так же может быть выполнена в разных цветах и формах.
Проект фасада здания института Fraunhofer в Штуттгарте с использованием дизайнерских солнечных батарей
«Цвет варьируется за счет изменения толщины прозрачного слоя проводящего оксида, что влияет на его светоотражающий индекс», говорит К.Фюксель.
Таким образом, исследователям удалось соединить силиконовые пластины с преобразователями солнечного света, толщиной с плёнку.
Так же им удалось продвинуться вперед в использовании инновационных материалов покрытия.
Оксид Индия-Олова — самый распространенный материал на сегодняшний день, однако он достаточно дорогой.
Исследователи работают над применением более дешевого оксида цинка с добавлением алюминия, что позволит значительно удешевить производство, и предложить более выгодные цены потребителям.
Влияет ли как-то окрашивание в цвет на эффективность солнечных модулей?
Наличие цвета практически не влияет на эффективность батареи.
Дополнительный прозрачный слой никак не сказывается на работе панелей.
Кроме того, тестирования показывают, что SIS элементы могут быть даже до 20% эффективнее.
