Окна nanoPV – квантовый скачок индустрии СПК

Представьте, что через несколько лет наши счета за электроэнергию упадут на десятки процентов, и все потому, что мы заменим обычные оконные блоки на окна nanoPV, способные генерировать энергию солнца. И этот квантовый скачок индустрии светопрозрачных конструкций станет возможным благодаря последним достижениям в области наноматериалов.

Что такое окно nanoPV? На первый взгляд, оно не будет отличаться от обычного оконного блока. Прозрачная, обеспечивающая теплоизоляцию и абсолютно безопасная в использовании светопрозрачная конструкция, однако, будет гораздо больше, чем просто окно – это будет наша частная электростанция. Окна, которые питают наш телефон, ноутбук, холодильник – это не далекое будущее, это настоящее. И оно возможно благодаря квантовым точкам.

Стеклопакет, генерирующий электричество, – энергетическая революция благодаря квантовым точкам

Спрос на электроэнергию постоянно растет, все больше и больше аспектов нашей жизни зависит от устройств, которые требуют питания. И здесь на помощь приходят новые технологии и наука. Благодаря солнечным технологиям электрический ток может вырабатывается везде, где у нас есть свет.

Будущее однозначно за прозрачными фотоэлектрическими элементами, которые находятся в сфере интересов индустрии СПК на протяжении многих лет, и перспектива их использования полностью изменит подход к возобновляемым источникам энергии. Материалы, до сих пор применяемые в фотовольтаике, не позволяли достичь этой цели. Солнечные элементы всегда ассоциировались с темными ячейками, которые трудно представить себе в качестве замены обычного оконного стекла, поэтому их устанавливают в специально подготовленных конструкциях только в определённых местах (на крышах, перед зданиями и так далее).

К счастью, последние научные достижения в области наноматериалов открывают новые возможности для индустрии светопрозрачных конструкций. Использование оконных стеклопакетов, остекления зданий в качестве источников электроэнергии, благодаря применению наноматериалов, становится окончательно возможным. Инновационный материал – квантовые точки, которые все чаще заменяет другие материалы во многих областях, таких как электроника, медицина, биотехнология, революционизирует фотовольтаику. Их использование в фотовольтаике кажется необходимостью, учитывая их уникальные свойства.

Квантовые точки – будущее фотовольтаики

Квантовые точки – это небольшие полупроводники порядка нескольких десятков нанометров (1 нанометр = 0,000.000 001 м), способные поглощать и излучать электромагнитное излучение (свет). Полупроводники заполонили наш мир, особенно область электроники: транзисторы, процессоры, интегральные схемы.

Технология изготовления энергогенерирующих окон требует использования полупроводников, а квантовые точки являются наиболее инновационными и необычными полупроводниками. Своими преимуществами они обязаны, помимо прочего, размеру. Из-за того, что они такие маленькие, они невидимы, и их невозможно наблюдать даже с помощью оптического микроскопа.

Производитель может почти произвольно манипулировать размером и формой квантовых точек, влияя на их свойства так, чтобы они соответствовали нашим потребностям. Они способны действовать как фильтры, блокируя, например, вредное ультрафиолетовое излучение или чрезмерное количество инфракрасного излучения. Они могут сиять в любом цвете и с интенсивностью, превышающей все другие технологии.

Квантовые точки уже используются в биологии и медицине для визуализации и транспортировки лекарств. Они являются потенциально лучшим материалом для создания квантового компьютера. И теперь они начинают играть все более важную роль в фотовольтаике, открывая путь энергогенерирующим светопрозрачным конструкциям.

Квантовые точки – материал вне конкуренции для окон

Квантовые точки абсорбируют больше солнечного света и в более широком диапазоне, чем самый популярный в фотоэлектрической отрасли полупроводник – кремний. Кроме того, они не теряют своей физической формы с течением времени и устойчивы к погодным условиям. И, прежде всего, они могут быть полностью прозрачными.

Материалы из перовскита все чаще называют будущим фотовольтаики, однако в этом соревновании квантовые точки имеют преимущество. Квантовые точки и перовскиты могут одинаково легко наноситься на поверхности, одинаково дешевы в производстве, но на этом сходство заканчивается. Квантовые точки более стабильны, а это значит, что они не подвержены деградации, а также могут быть полностью прозрачными или иметь фиксированный цвет, что невозможно в случае перовскитного материала, и не содержат вредных элементов. Кроме того, квантовые точки также могут светиться.

С другой стороны, их большое преимущество также может быть их слабостью, а именно нанометрический размер. Из-за того, что квантовые точки настолько малы, для работы с ними необходимо специальное оборудование, но и это препятствие, среди прочего благодаря электронной микроскопии, больше не является барьером.

Квантовые точки – это не просто электричество

Прозрачное фотоэлектрическое стекло способно не только генерировать электричество, но и сиять – излучать свет любого цвета. Благодаря использованию квантовых точек, можно будет полностью исключить попадание в помещение вредного ультрафиолетового излучения и уменьшить количество инфракрасного излучения.

Поскольку квантовые точки очень малы, их использование вряд ли изменит вес самого стекла, поэтому нет необходимости изменять существующие оконные конструкции, а значит перестраивать производство. Этот аспект ещё сильнее увеличивает их привлекательность в глазах производителей окон.

Энергогенерирующие стеклопакеты – технологии не столь отдалённого будущего

Технологии на основе наноматериалов развиваются очень динамично, и можно ожидать, что наноматериалы станут неотъемлемой частью нашей жизни практически во всех областях в ближайшем будущем. Благодаря использованию квантовых точек становится возможным превратить любую поверхность в солнечный элемент.

Эти нанометрические полупроводники, за счёт своей конструкции, уже сами по себе могут служить разъемом p-n, единственное, что потребуется, – это собирающие электроды. Например, можно будет прикрепить тонкий слой точек под стеклом к нижней части смартфона и, таким образом, заряжать устройство при воздействии солнечных лучей. И это только одна из многих возможностей, которые нам дают квантовые точки в контексте генерации энергии.

Технологии, связанные с наноматериалами, развиваются очень стремительно, постоянно открывая интересные и практические свойства новых типов материалов. Технологический прогресс позволяет использовать и применять эти инновации для улучшения нашей жизни. Можно ожидать, что наноматериалы, такие как квантовые точки, в конечном итоге вытеснят многие материалы, обычно используемые сегодня во многих областях. Оконная индустрия не станет исключением – это подтверждают последние исследования лаборатории компании ML System, эксперта в области передовых технологий для светопрозрачных конструкций.

Стоит прочесть: Фотоэлектрические окна имеют шанс стать массовым продуктом

Подготовлено редакцией tybet.ru по материалам ML System.

Размещение и использование (полностью или частично) данного материала допускается только при наличии активной гиперссылки на tybet.ru