Čínští vědci vyvíjejí solární okno fungující také jako tepelný izolátor

Poloprůhledné organické fotovoltaiky (ST-OPVs) přitahují v poslední době pozornost díky potenciálnímu využití pro výrobu elektrické energie v solárních oknech umístěných na budovách a automobilech. Široká možnost výroby různých druhů barev zachovává estetičnost budovy nebo může vést k jejímu zlepšení . Zatímco ST-OPVs nebyly ještě zkomercializovány jako okna vyrábějící elektrickou energii, okenní folie na snížení množství UV, viditelného a infračerveného slunečního záření jsou široce rozšířené ke zvyšování energetické účinnosti budov.

Tým čínských vědců v čele s Hin-Lap Yipem se snaží spojit obě výše uvedené technologie do jedné. Výsledkem je tedy okno vyrábějící elektrickou energii a zároveň plnící funkci tepelného izolátoru.

„Integrované fotovoltaiky do budov jsou skvělým příkladem trhu, kde silikonové fotovoltaiky, navzdory nízkým nákladům a výkonu, nejsou vhodné díky jejich hmotnosti a vzhledu,“ uvedl Hin-Lap Yip. „Místo toho můžeme vyrobit organickou fotovoltaiku, která je poloprůhledná, lehká a je perfektní na přeměnu okna na výrobnu elektřiny a tepelný izolátor.“

Aby vědci vyrobili prototyp, který je schopný zároveň vyrábět elektřinu a zabraňovat nadměrnému přenášení tepla, potřebovali provést „třístranné vyvážení“. Okno muselo zachovat průhlednost, mít vlastnosti fotovoltaiky a zvyšovat tepelnou izolaci.

Ultratenká stříbrná vrstva byla aplikována jako horní transparentní elektroda a zároveň jako reflektor infračerveného záření. Ke zlepšení optických a tepelně izolačních vlastností byl aplikován čtyřvrstvý distribuovaný Braggův reflektor (DBR) k selekci blízko infračerveného světla. Průhlednost okna a vlastnosti k výrobě elektřiny nebyly zhoršeny na úkor funkce tepelného izolátoru.

Snížení závislosti na externích zdrojích energie o 50 %

Z přibližné kalkulace vyplývá, že po nainstalování těchto oken by se mohlo dosáhnout 50% snížení závislosti domu na externích zdrojích energie. Avšak tato kalkulace předpokládá, že technologie je použita na všech oknech.

„Pro tuto demonstraci nevyužíváme ani ty nejlepší organické fotovoltaiky vyskytující se na trhu. Účinnost organických fotovoltaik se rapidně zlepšuje a očekáváme, že budeme schopni neustále zlepšovat účinnost,“ řekl Hin-Lap Yip.

Tyto materiály se dvěma funkcemi jsou stále ještě v prvotní fázi vývoje. Vědci ovšem očekávají, že tato nová a prospěšná technologie uspěje na trhu.

„Vyrábět tepelně izolační, multifunkční, poloprůhledný, polymerový solární článek je pouze začátek výzkumu v aplikaci nových organických fotovoltaik. Verze, která bude využívaná pro soběstačné zelené domy, je pouze jeden z mnoha produktů, které chceme vytvořit v budoucnosti,“ uvedl Hin-Lap Yip.

Zdroj úvodního obrázku: Sun Control: Window Film