В США, в последнее десятилетие наблюдается огромный рост использования солнечной энергии, с ежегодными темпами роста в 42% (данные Ассоциации предприятий солнечной энергетики (SEIA) .
Новые фотоэлектрические технологии открыли новые возможности для получения солнечной энергии. Помимо классических солнечных панелей, которые обычно устанавливают на крышах домов, есть розетки, кухонные плиты, водонагреватели и даже портативные генераторы. Но вы когда-нибудь слышали о солнечной краске?
Это именно то, что написано в названии — краска, которую можно нанести на крышу, стены или солнечные панели для выработки дополнительной электроэнергии.
Вот подробности.
Солнечная краска, производящая водород
Эта солнечная краска была создана в Королевском технологическом институте Мельбурна , Австралия. Ее особенность в том, что используется не только солнечный свет, но и влага, выделяемая под воздействием солнца. Собирая водяной пар из воздуха, краска со временем может вырабатывать электричество.
Вода состоит из кислорода и водорода, которые являются наиболее чистым источником химической энергии. И краска содержит смесь соединений, которые позволяют краске действовать как полупроводник, катализируя расщепление атомов воды на водород и кислород, используя энергию солнечного света и воду из воздуха.
Краска сделана из оксида титана (который также содержится в обычных красках для стен) и недавно разработанного синтетического сульфида молибдена.
Квантовые точки солнечной батареи
Эта краска для солнечных батарей, созданная исследователями из Университета Торонто , была представлена как способ повысить эффективность солнечных элементов до 11%. Эта технология также известна как фотоэлектрическая краска и фотоэлектрическая система с коллоидными квантовыми точками.
Он работает с полупроводниками нанометрового размера, встроенными в пленку, поглощающую фотоны. В частности, фотоэлектрическая краска содержит наночастицы, которые обеспечивают большее поглощение света, в том числе в ближнем инфракрасном спектре.
Исследователи надеются, что однажды технология позволит им распылять солнечные элементы на гибкие поверхности или печатать чувствительные к солнечному свету коллоидные квантовые точки на гибкой пленке для покрытия поверхностей разной формы, от садовой мебели до крыла самолета. Они предполагают, что покрытие поверхности размером с крышу автомобиля и пленкой с покрытием CQD может производить достаточно энергии для питания 24 компактных люминесцентных ламп.
Перовскитная солнечная краска
Кристаллические структуры перовскита, названные в честь русского минералога Льва Перовского, были обнаружены на Урале в 1939 году. Позже было продемонстрировано, что они являются полупроводниковым материалом, который можно использовать в качестве светопоглощающего материала для преобразования солнечной энергии в электрическую. В 2009 году группа японских ученых первой применила перовскиты в солнечной энергии.
В 2014 году исследователям из Университета Шеффилда удалось создать солнечные элементы на основе перовскита, в которых используется жидкая форма вещества, которое наносится методом окраски распылением, что сокращает отходы материалов и затраты. Вот почему эти фотоэлектрические элементы также называют солнечными элементами с распылителем.
Изготовление перовскитных солнечных элементов. Источник: Марк Шварц / Wikimedia Commons
Перовскит — отличный поглотитель света, который может повысить эффективность солнечных панелей с помощью простого слоя краски на его основе. В ближайшем будущем перовскит можно будет использовать для окраски любой открытой поверхности и использования солнечной энергии.
Преимущества и недостатки солнечной краски
Солнечная краска все еще находится в стадии разработки и не получила широкого распространения, за исключением нескольких компаний по всему миру, таких как SolarPaint Ltd. из Тель-Авива.
Тем не менее, в ближайшем будущем она имеет большую коммерческую ценность. Это дешевле и проще в использовании по сравнению с солнечными батареями — вам нужно только покрасить конструкцию, как и любой другой краской. Тем не менее, вам может потребоваться профессиональная помощь для установки оборудования для получения получаемой мощности.
Некоторые виды солнечной краски можно наносить на крыши, стены, двери и окна. Но в ближайшем будущем они могут быть применены также к автомобилям и, возможно, к проездам. Чтобы удовлетворить наши растущие потребности в чистой энергии, ученые прилагают все усилия, чтобы сделать солнечную краску подходящей для как можно большего количества поверхностей.
Однако до сих пор солнечная краска не обладает такими же характеристиками, как солнечные панели, поскольку в настоящее время она способна улавливать только от 3 до 8% солнечной энергии, которая попадает на окрашенную поверхность. Это один из самых больших недостатков этой технологии. Исследователи изучают новые способы повышения эффективности солнечной краски — важный шаг к тому, чтобы сделать эту технологию жизнеспособной.
Между тем, солнечная краска может использоваться как дополнительный инструмент для повышения производительности солнечных панелей.
Иллюстрация: Квантовые точки в УФ-свете. Источник: Марк Видаль / Wikimedia Commons
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК