Panouri solare transparente de la Ubiquitous Energy

Imaginați-vă o lume în care fiecare suprafaţă poate fi acoperită cu panouri solare care transformă lumina soarelui sau chiar lumina artificială în energie electrică. Acesta este scopul unui nou proiect denumit Ubiquitous Energy - energia omniprezentă.

Compania spera să dezvolte acoperiri şi filme transparente la prețuri accesibile, care ar colecta energia luminii fiind plasate pe ferestre sau ecranele dispozitivelor portabile transparente. Una dintre posibilele utilizări ale acestei tehnologii ar putea fi producerea ferestrelor electrochromice, care reflectă gradul de schimbare în funcție de luminozitatea sursei de lumină.

Secretul tehnologiei constă în faptul cum componentele fotovoltaice interacționează cu lumina: ele colectează undele electromagnetice din părțile ultraviolete și infraroșii ale spectrului, dar permit luminii vizibile să treacă complet. Pentru comparație, panourile solare convenționale colectează lumina în spectrul ultraviolet și vizibil și prin urmare nu pot fi pe deplin transparente.

"Aceasta abordare va fi cu siguranță interesantă dacă costul bateriilor va fi redus, iar stabilitatea materialelor va creşte", - spune Zhenan Bao, un profesor de inginerie chimică de la Universitatea Stanford (Stanford University), care nu are legătură cu proiectul. Ea adaugă ca colectând lumina infraroșie și ultravioletă, tehnologia filtrează părţile spectrului, nefavorabile pentru oamenii.

Miles Barr, preşedinte şi director pentru tehnologii al companiei Ubiquitous Energy, a declarat că panourile solare transparente sunt realizate din diferite straturi organice depuse simultan pe suprafața de sticlă sau film. Acest proces poate fi ușor integrat în sistemul de depunere subțire pe film, o tehnologie existenta în procesele industriale. Multe ferestre moderne, de exemplu, au ceva de genul acoperire pentru controlul solar sau izolare. Compania vrea să lucreze după același principiu. Energia omniprezentă a fost descoperită în laboratorul de inginerie electrică MIT Vladimir Bulovic, care nu a anunțat încă planurile de producție și de stabilire a prețurilor.

Articolul publicat în Applied Physics Letters în 2011 a descris abordarea spectral selectivă a companiei: prototipurile realizate din materiale organice au fost eficiente cu mai puțin de 2% și au avut 70% de transparență vizuală. (Ferestrele convenționale au nevoie de o transparență în jurul de 55-90%, în timp ce ecranele electronice mobile - 80-90%). Barr spune ca echipa sa a crescut atât eficiența, cât și transparența.

În timp ce compania este încă în stadiul de cercetare și de dezvoltare, oamenii de ştiinţă studiază diferite materiale, desene și modele pentru viitoarele produse. "Pregătim un catalog de modele şi componente pentru dispozitive de înaltă performanță, care pot încărca dispozitivele mobile sau compensa consumul energetic al clădirilor", - spune Miles Barr. "Odată ce treceţi pragul eficienței de 10%, aplicația deschide mai multe perspective". Compania speră să obțină eficiența de peste 10% în "transparența vizibilă".

Există şi alte celule solare transparente, dar multe dintre ele încă colectează lumina în spectrul vizibil și, prin urmare, nu dispun de potenţialul necesar pentru abordare, atunci când lumina vizibilă este ignorată. Aceste materiale ating transluciditatea la aplicaţii rare pe suprafață sau când dispozitivele fotovoltaice sunt atât de subțiri, că permit trecerea luminii.

"Tehnologii fotovoltaice existente utilizează pe scară largă gamă UV vizibilă, dar nu folosesc infraroșu", - spune Shenqiang Ren, un profesor de chimie la Universitatea din Kansas (University of Kansas), care nu este un membru al companiei. "În radiația solară este aproximativ 45% din energia radiantă de la lumina infraroşie".

Compania Ubiquitous Energy efectuează lucrări pentru a îmbunătăți eficiența în două moduri. Primul mod este optimizarea proiectării materialelor în două direcţii. Materialele existente includ coloranții moleculari care au vârfuri de absorbție selectivă în spectrul ultraviolet şi infraroşu apropiat; Barr spune că compania dezvoltă materialele care absoarbă mai multă energie în infraroșu. Al doilea mod implică o nanoinginerie pe scară largă și o configurație a interferențelor optice în interiorul dispozitivului pentru a îmbunătăți absorbția luminii - metodele folosite pentru a crește eficiența celulelor solare pe suprafeţe opace. "Există o mulțime de opțiuni care pot fi utilizate pentru a îmbunătăți performanța", - spune el.