Një nga pengesat për një përdorim të gjerë të energjisë diellore, veçanërisht në qytete, është vendi ku mund të instalohen panelet e mëdha. Çerep? Muret e kullave të larta? Hapësira të mëdha që qendrat urbane të dendura rrallë kanë? Kërkuesit nga Universiteti Teknologjik Nanyang (NTU) në Singapor thonë se ata mund të kenë zgjidhur pjesën e kësaj problemi me qeliza diellore aq të holla sa janë të pamëshirshme, duke mundësuar instalimin drejtëpërdhët në dritare.
Ekipi pretendon se ka zhvilluar qeliza diellore ultratëra, gjysmatransparente perovskite, që janë rreth 10,000 herë më të holla se një fije floku njerëzor dhe rreth 50 herë më të holla se qelizat diellore perovskite tradicionale, ndërsa ende ruajnë disa nga eficiencat më të larta që janë raportuar deri tani për pajisje në këtë kategori ultratëra.
Puna e tyre, së fundmi e publikuar në ACS Energy Letters, mund të hapë rrugën për dritare që gjenerojnë energji, fasada xhami, syze inteligjente, çatitë e autombujve dhe sipërfaqe të tjera që aktualisht qëndrojnë pasive nën rrethin e diellit.
Ideja e qelizave diellore transparente nuk është plotësisht e re. Kërkuesit nga e gjithë bota kanë kaluar vite duke u përpjekur të krijojnë fotovoltaike që mund të integrohen në xham dhe infrastrukturën urbane. Problemi është se panelet diellore janë thellësisht krijuar për të absorbua dritën e diellit. Sa më shumë dritë të kapet nga një qelizë diellore, aq më pak transparente tendoset të bëhet.
Panelet diellore komerciale ekzistuese janë gjithashtu sisteme fizikisht të mëdha, që përbëhen jo vetëm nga materialet fotovoltaike, por edhe nga xhami e trashë mbrojtëse, shtresat e mbështetjes, kontaktet metalike, pajisjet e montimit dhe kadrat strukturore. Panelet diellore tipike banimi peshojnë rreth 18 deri në 23 kg dhe gjenerojnë rreth 350 deri në 450 W energjie në kushtet ideale.
Një kullë moderne zyrash mund të konsumojë lehtësisht disa gigawatt-orë energjie çdo vit. Tani, imagjinoni sasinë dhe peshën e paneleve diellore që do të ishin të nevojshme për të ushqyer një ndërtesë të tillë pavarësisht. Ku mund të montoheshin ato? Në këtë kontekst, çerepat duken absurd të vogla. Një alternativë do të ishte një tokë e hapur e madhe, por shumë qytete thjesht nuk e kanë atë.
Çfarë mund të thuhet për muret, pyetni ju? Ato janë kudo dhe në bollëk. Mirë, montimi i paneleve të forta, opake në fasadat e kullave të larta ndryshon radikalisht pamjen, peshën dhe karakteristikat termike të ndërtesës. Por çfarë nëse ato nuk do të duhej të ishin të forta, ose të mëdha, ose edhe të dukshme?
Këto pyetje janë baza e teknologjisë së zhvilluar nga kërkuesit e NTU, e cila synon të shndërrojë sipërfaqet e xhamit që tashmë dominojnë qytetet moderne në sisteme aktive të gjenerimit të energjisë.
Ekipi, i udhëhequr nga Profesori i Asociuar Annalisa Bruno nga Shkolla e Shkencave Fizike dhe Matematike dhe Shkolla e Shkencës së Materialeve e NTU, zhvilloi pajisjet e reja duke përdorur perovskite: një klasë materialesh kristalore që janë bërë një nga zonat më të nxehta në kërkimin e energjisë diellore në dekadën e fundit, për shkak të kostumeve të mundshme të ulëta të prodhimit, eficiencave të larta dhe aftësisë për të funksionuar në kushtet e dritës së ulët.
Kërkuesit krijuan shtresa absorbuese perovskite ultratëra me një trashësi vetëm 10 nanometra, duke ruajtur performancën fotovoltaike të dobishme. Për krahasim, një fije floku njerëzor është zakonisht rreth 80,000 deri në 100,000 nanometra e trashë.
Ndryshe nga qelizat diellore silikoni tradicionale, të cilat funksionojnë më mirë nën dritën direkte të diellit, pajisjet e bazuara në perovskite mund të vazhdojnë të gjenerojnë energji edhe në kushtet e ndriçimit të indirektë ose të shpërndarë. Kjo është veçanërisht relevante në qytetet me kulla të larta, ku kullat krijojnë kanale urbane të thellësisht të hijësuara dhe vështirësia e rregullt e vrojtimit e zvogëlon ekspozimin e diellit direkt. Përkundër se u bazojnë vetëm në çerepat që janë drejtuar nga dielli, sipërfaqet e xhamit vertikale në të gjithë blloket e qytetit mund teorikisht të gjenerojnë energji gjatë gjithë ditës.
Kërkuesit testuan trashësitë e ndryshme. Pajisjet opake me shtresa perovskite 10-, 30- dhe 60-nanometra arritën eficienca konverzimi të energjisë rreth 7%, 11% dhe 12%, respektivisht. Ndërkohë, një version gjysmatransparent me një shtresë 60-nanometra arriti një eficiencë 7.6% duke lejuar ende rreth 41% të dritës së dukshme të kalonte përmes pajisjes. Panelet diellore moderne arrijnë eficienca mbi 20%. Megjithatë, duke pasur parasysh peshën relativisht zero, performancën në dritë të ulët dhe karakteristikat e tjera të dobishme të perovskitit të ri, teknologjia shkëlqen.
Ky ekuilibër midis transparencës dhe eficiencës është një nga sfidat qendrore të inxhinierisë në fotovoltaikat transparente. Sa më transparente të bëhet një pajisje, aq më pak dritë diellit e absorbon dhe, në vend të kësaj, sa më pak energji elektrike gjeneron. Ekipi i NTU thotë se rezultatet e tyre janë ndër performancat më të mira të raportuara për qelizat diellore perovskite gjysmatransparente të bëra duke përdorur materiale të ngjashme.
Është e rëndësishme, pajisjet u përshkruan edhe si neutrale ngjyrë, që do të thotë se ato nuk do të ngjyrosnin dritaret në mënyrë dramatike, as nuk do të ndryshonin radikalisht pam
Burimi: newatlas.com
