Solární energie je jedním z nejslibnějších řešení pro efektivní výrobu energie a na trhu je již dlouhou dobu. Tradiční solární panely však mají některé nevýhody týkající se výkonu, rozměrů a vzhledu. V poměrně krátké době vědci nalezli pozoruhodný průlom ve vývoji TSC, který pomůže změnit trh se solárními panely.
Tyto nové průhledné solární články prokázaly schopnost produkovat 1000krát více energie než standardní panely. Tato inovace nabízí nový přístup k zabudování SP do předmětů denní potřeby, jako jsou okna, automobily a oblečení.
Průhledné solární články mění náš pohled na výrobu energie
Vynález průhledných solárních článků je průlomem ve vytváření lepších a nových technologií obnovitelných zdrojů energie. Běžné fotovoltaické systémy jsou velké, tuhé a nelze je snadno zabudovat do architektonických struktur nebo výrobků.
Naproti tomu organické solární články, zejména blízké infračervené solární články (NISC), lze integrovat do skleněných oken, karoserií automobilů, nebo dokonce do rámů elektronických spotřebičů, aniž by to bránilo jejich účinnosti nebo viditelnosti. Tyto články mají průměrnou viditelnou propustnost více než 70 %.
Související článek
Jsou proto vhodné pro městské prostředí, kde je důležitým faktorem prostor a estetika, protože umožňují průchod světla a zároveň vyrábějí energii. Klíčem k vysoké účinnosti těchto transparentních solárních článků jsou materiály a konstrukce.
Vědci zkoumali dvojrozměrné materiály, jako jsou dichalkogenidy přechodných kovů (TMD) se zajímavou tloušťkou v řádu jednoho mikrometru, a prokázali silnou absorpci světla.
Začleněním TMD do ITO se stala možná výroba takzvaných „transparentních“ solárních článků s vysokou účinností. Struktura těchto článků využívá disulfid wolframu (WS₂) jako fotoaktivní materiál, který zlepšuje přeměnu energie a sběr nosičů, čímž zvyšuje energetickou účinnost.
Transparentní solární články mohou způsobit revoluci v mnoha průmyslových odvětvích
Transparentní solární články mohou být využity v mnoha odvětvích. V architektuře by mohly způsobit revoluci ve vzhledu budov tím, že by se z velkých skleněných oken staly plochy produkující energii a vysoké stavby by se staly jejich elektrárnami.
V elektromobilech by tyto články mohly být zabudovány do čelních skel nebo karoserie vozu, což by pomohlo prodloužit dojezd vozu, aniž by se musel nabíjet obvyklým způsobem. Kromě toho bude z růstu trhu těžit i nositelná technologie.
Vše, co nosíme a co se dotýká naší kůže, včetně chytrých hodinek, fitness trackerů a implantovaných lékařských přístrojů, lze nabíjet prostřednictvím průhledných solárních článků namísto nabíjecích kabelů. Dále by tato technologie mohla potenciálně změnit spotřební elektroniku jako obor.
Mobilní zařízení mohou mít řadu nových tvarů, od nositelných až po solární nabíjení: chytré telefony, tablety a notebooky by mohly obsahovat průhledné solární články, které by zařízení nabíjely ze světla. Tím by se snížil vliv častého nabíjení baterie a snížila by se každodenní závislost na externích zdrojích energie.
Jak transparentní solární články přispívají k ekologičtější budoucnosti
Dopady průhledných solárních článků na životní prostředí jsou obrovské. Na rozdíl od jiných zdrojů energie nevypouští obnovitelná solární energie skleníkové plyny, které mají katastrofální dopad na změnu klimatu.
Je docela dobře možné si představit, že potřebu fosilních zdrojů lze snížit zabudováním solárních článků do běžných předmětů a konstrukcí. Tyto články navíc pomáhají recyklovat plochy, které by v oběhovém hospodářství zůstaly volné.
Přestože aplikace průhledných solárních článků zatím není rozvinutá, budoucí využití této technologie má potenciál snížit spotřebu energie a globální emise CO2. Pro rozsáhlé využití těchto článků je však třeba vyřešit některé problémy.
Nejdůležitější je stabilita transparentních solárních článků v podmínkách, jako jsou výkyvy počasí a teploty. Problémem se stává také udržitelnost těchto článků při výrobě, protože k replikaci vysokých výkonů je zapotřebí vyšší úrovně přesnosti.
I přes tyto problémy jsou však vědci přesvědčeni, že s pomocí vědy o materiálech a výrobních procesů, které se postupně vyvíjejí, je možné brzy snížit náklady na vytváření transparentních solárních článků.
Průhledné solární články by mohly ovlivnit budoucnost solární energie a technologií
S rozvojem této technologie by se transparentní solární články mohly stát hlavním prostředkem pro řešení ekologické energie. Existuje určitý potenciál pro zlepšení, pokud bude věda o materiálech používaných v těchto článcích v budoucnu postupovat rychleji.
Po zabudování do budov, automobilů a další populární spotřební elektroniky by mohly posunout svět směrem k obnovitelným zdrojům energie. Vzhledem k tomu, že mohou získávat energii z dosud neviditelných povrchů, jsou transparentní solární články budoucností solární energie – neviditelné, a přesto rozzáří svět techniky a architektury.
Přechod od běžných křemíkových solárních panelů k neviditelným solárním článkům není pouhou technologickou změnou, ale začátkem nové generace solární energie. Pokud technologie pokročí na další úroveň, mohly by průhledné solární články významně přispět k udržitelnému a energeticky účinnému světu. Jak budou vědci pracovat na zdokonalování těchto článků, pravděpodobně se dočkáme dalších aplikací, díky nimž se solární energie stane součástí našeho světa.