Группа ученых из Института солнечной энергии Политехнического университета Мадрида (UPM) представила инновационные прототипы солнечных элементов, основанные на двумерных материалах. Исследователи успешно протестировали технологии, которые в будущем позволят наладить коммерческий выпуск таких панелей. По расчетам специалистов, оснащение ими фасада стандартного небоскреба в Мадриде позволит обеспечивать до 30% потребностей здания в электричестве.
Для создания этих устройств была задействована технология «hot-pick-up» — метод сухого переноса, позволяющий комбинировать материалы для формирования ван-дер-ваальсовых гетероструктур. Ученым удалось получить высокоэффективные элементы, толщина которых практически сводится к минимуму, при этом они демонстрируют отличные показатели поглощения солнечного света. Процесс сборки включал подбор и осаждение фрагментов 2D-материалов в прозрачные структуры, что дает возможность гибко настраивать конфигурацию для максимального улавливания фотонов.
Преимущества и потенциал двумерных панелей
Главные достоинства новой технологии заключаются в их уникальных физических характеристиках: экстремальной тонкости, полупрозрачности, минимальном весе и высокой гибкости. В отличие от традиционных кремниевых модулей, такие панели можно интегрировать практически в любые поверхности, включая стеклянные фасады зданий, без потери естественного освещения внутри помещений.
Эффективность для городской инфраструктуры
Интеграция таких решений в городскую среду открывает новые перспективы. Поскольку элементы легкие и гибкие, их установка на высотных объектах не требует сложного дополнительного укрепления фасадов. Полупрозрачные панели позволяют генерировать возобновляемую энергию, сохраняя при этом эстетический облик архитектурных сооружений.
Авторы разработки отмечают, что переход к массовому производству вполне реален за счет использования методов напыления и осаждения материалов из растворов на большие площади. Такой подход значительно сократит издержки и сделает технологию доступной для широкого внедрения. По мнению представителей группы SyNC, данные солнечные элементы являются одним из самых перспективных решений для концепции энергоэффективных зданий будущего.
