Превратить свои окна в солнечные батареи? Эта идея может оказаться не такой уж и надуманной, согласно исследованиям группы специалистов из Университета Тохоку (Япония). Им удалось создать фотоэлектрические элементы из материалов, прозрачность которых достигает 79%, что открывает широкий спектр возможных применений: окна, ветровые стекла автомобилей или даже кожа человека, утверждают исследователи.

«Ученые давно пытаются разработать прозрачные солнечные батареи, но соответствующих материалов до сих пор не существовало«, — говорится в заявлении Университета Тохоку. Поэтому именно материалы являются ключом к их исследованиям. Достижения были описаны в журнале Nature.

Теоретически, эти новые прозрачные фотоэлектрические элементы могут быть размещены на многих поверхностях: окнах, лобовых стеклах автомобилей или даже, как отмечают в университете, на коже человека.

Для изготовления этих фотоэлементов исследователи использовали оксид индия-олова. Это один из наиболее широко используемых прозрачных проводящих оксидов. Они также использовали дисульфид вольфрама. «Они покрыли различные тонкие металлы оксидом индия-олова (ITO) и вставили тонкий слой оксида вольфрама между покрытием ITO и дисульфидом вольфрама«, — сообщает университет.

Однако прозрачность — не единственное преимущество этих новых фотоэлектрических элементов. По словам ученых, они также чрезвычайно эффективны: «То, как мы сформировали солнечный элемент, привело к тому, что эффективность преобразования энергии более чем в 1000 раз выше, чем у устройства, использующего обычный электрод ITO«, — подчеркивает Тошиаки Като, автор-корреспондент статьи и доцент Высшей инженерной школы Университета Тохоку.

Изображение высокопрозрачного солнечного элемента, изготовленного из двумерной атомной фольги.

Сейчас команда работает над тем, как эти фотоэлектрические элементы могут быть интегрированы в настоящие солнечные батареи. Даже если солнечные элементы функциональны на индивидуальном уровне, это не означает, что их можно умножать, сохраняя эффективность. «Необходимо выбрать подходящий архитектурный дизайн, чтобы увеличить масштаб солнечных батарей«, — объясняют ученые. Они уже начали исследовать эту проблему и поделились некоторыми успехами: «Мы обнаружили соответствующие изменения в конструкции, необходимые для того, чтобы избежать неожиданного падения напряжения, которое сопровождает увеличение площади устройства«, — говорит Тошиаки Като.