Belangrijkste afhaalrestaurants
- Onderzoekers in Australië hebben een speciale semi-transparante zonnecel ontwikkeld.
- Het is iets minder efficiënt dan traditionele zonnepanelen, maar laat voldoende licht binnen om als raam te gebruiken.
- De onderzoekers willen deze semi-transparante elektriciteitsopwekkende ramen installeren in wolkenkrabbers die meestal geen dakruimte hebben voor traditionele zonnepanelen.
Onderzoekers hebben een innovatieve oplossing bedacht om stedelijke ogen te veranderen in generatoren van schone energie.
Een team van Australische onderzoekers heeft semi-transparante zonnecellen gemaakt waarvan ze vermoeden dat ze ooit wolkenkrabbers in staat kunnen stellen hun eigen energie op te wekken. De transparante zonnecellen zijn gemaakt van perovskietcellen, die vaak worden geprezen als de toekomst van zonnecellen.
"Dit werk biedt een grote stap voorwaarts in de richting van het realiseren van zeer efficiënte en stabiele perovskiet-apparaten die kunnen worden ingezet als zonnevensters om te voldoen aan een grotendeels onbenutte marktkans", professor Jacek Jasieniak van de afdeling Materials Science & Engineering aan de Monash University, zei in een persbericht van de universiteit.
Powered Windows
Kristallijn silicium is al tientallen jaren de beste keuze voor het bouwen van zonnepanelen. Onderzoekers zijn echter op zoek gegaan naar alternatieven, voornamelijk vanwege het kostbare en intensieve proces van het maken van zonnepanelen op basis van silicium.
Perovskiet-zonnecellen zijn naar voren gekomen als een veelbelovend alternatief. Perovskiet dankt zijn naam aan zijn bijzondere kristalstructuur. De Duitse wetenschapper Gustav Rose ontdekte het in 1839. Perovskieten zijn gemakkelijk te synthetiseren en hun kenmerkende structuur maakt ze zeer efficiënt als fotovoltaïsche (PV) voor het omzetten van zonlicht in stroom.
Hierop voortbouwend heeft het team van onderzoekers van het ARC Center of Excellence in Exciton Science onder leiding van professor Jasieniak perovskietcellen gemaakt met een conversie-efficiëntie van 15,5 procent, terwijl ze meer dan 20 procent van het zichtbare licht doorlaten. Om dit in perspectief te plaatsen: siliciumcellen op daken hebben meestal een efficiëntie van ongeveer 20 procent.
In 2020 produceerde dezelfde groep onderzoekers semi-transparante perovskiet-zonnecellen met een energieconversie-efficiëntie van 17 procent en kon 10 procent van het zichtbare licht doorlaten.
Hoewel de efficiëntie van de energieconversie in het laatste onderzoek een paar stappen lager is dan de eerdere resultaten van het team, is de hoeveelheid zichtbaar licht die het nieuwe materiaal doorlaat verdubbeld. De onderzoekers beweren dat dit hun potentieel voor gebruik in een breed scala aan real-world toepassingen aanzienlijk zou vergroten.
"[Semi-transparante zonnecellen] hebben veel aandacht getrokken in de markt voor geïntegreerde fotovoltaïsche (BIPV) gebouwen, omdat ze de beschikbare oppervlakte die kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken in een stedelijke omgeving aanzienlijk vergroten, " let op de onderzoekers. "Bovendien hebben ze ook het voordeel dat ze invallende warmtewinst in gebouwen verminderen door zonlicht gedeeltelijk te absorberen en te reflecteren."
Een stap dichterbij
Een andere verbetering in de perovskiet-zonnecellen die zijn gemaakt als onderdeel van het laatste onderzoek, is de stabiliteit op lange termijn wanneer ze worden getest op continue verlichting en verwarming, die de onderzoekers doorgronden en de omstandigheden nabootsen die het materiaal zou tegenkomen bij gebruik in de echte wereld.
Gebouwen worden momenteel niet gebouwd om energieopwekkende gevels te huisvesten.
"De onderliggende wetenschap werkt, en het concept is fantastisch, vooral voor gebouwen met enorme glazen gevels en relatief weinig dakruimte die beschikbaar is voor conventionele silicium fotovoltaïsche energie," Dr. James O'Shea, universitair hoofddocent en lezer in de natuurkunde. School of Physics & Astronomy en University of Nottingham Energy Institute, vertelden Lifewire in een e-mail.
Lance Wheeler, een stafwetenschapper bij het National Renewable Energy Laboratory (NREL), is ook enthousiast over de ontwikkeling. "De efficiëntie- en transparantiestatistieken van perovskiet PV-vensters blijven stijgen en kunnen leiden tot echte effecten", vertelde Wheeler Lifewire via e-mail.
Wheeler wees er echter op dat er naast efficiëntie en transparantie verschillende gebieden moeten worden aangepakt voordat we deze semi-transparante PV-vensters alomtegenwoordig zien worden ingezet.
Om te beginnen moeten ze een esthetisch acceptabele kleur aannemen. Wheeler zei dat Perovskiet-cellen geel, oranje of rood zijn en dat er een extra laag zou moeten zijn om de kleur te veranderen in neutrale grijzen of subtiele blauwe en groene tinten, die het meest voorkomen bij vensters.
Wheeler erkende ook dat, hoewel perovskietmaterialen een lange weg hebben afgelegd op het gebied van duurzaamheid, gebouwgeïntegreerde toepassingen zelfs veeleisender zijn dan zonne-energie op daken of nutsbedrijven, aangezien uitval en vervanging duurder en storender is voor de gebruikers.
Dr. O'Shea suggereerde dat perovskiet-zonnecellen misschien samen met traditioneel silicium kunnen worden gebruikt om hybride cellen met een grotere efficiëntie te maken. Hij is ervan overtuigd dat de ontwikkeling van de zonnevensters zal bijdragen aan de ontwikkeling van de perovskiet-zonneceltechnologie, wat zal leiden tot een grotere acceptatie in de komende jaren.
"Gebouwen worden momenteel niet gebouwd om energieopwekkende gevels te huisvesten", benadrukt Wheeler. "Er moet onderwijs en verandering zijn in de bouwsector voordat dit op grote schaal gebeurt."
