パワーウィンドウに使用されている太陽電池の寿命は30年です

太陽エネルギーは、産業革命以来、人類が生み出した最も安価なエネルギーです。 これらのデバイスを窓に使用することで、建物は発電所になります。

シリコンは依然としてソーラーパネルの効率の王様ですが、透明ではありません。 窓に優しいソーラーパネルの場合、研究者は有機または炭素ベースの材料を調査してきました。 フォレストチームが直面している課題は、非常に効率的な有機光変換材料が使用中に急速に劣化するのをどのように防ぐかです。

これらの材料の長所と短所は、光生成された電子を電極に輸送する分子にあります。これは、太陽エネルギーを使用または保存する回路のエントリポイントです。 これらの材料は、しばしば& quot;非フラーレン受容体& quot;と呼ばれます。 それらをより堅牢で効率の低い& quot;フラーレン受容体& quot;と区別するため。 ナノスケールのカーボンメッシュ製。 硫黄をドープした非フラーレンアクセプターで作られた太陽電池は、シリコンと同等の18％の効率を達成できますが、その耐用年数は長くありません。

& quot;非フラーレン受容体は非常に高い効率を持っていますが、高エネルギー光子、特に太陽光で一般的な紫外線[紫外線]光子の下で容易に解離する弱い結合を含んでいます。& quot; ミシガン大学LiYongxiの電気工学とコンピューターサイエンスのアシスタントリサーチサイエンティストは言った。 NatureCommunicationsの論文の著者。

チームは、保護されていない太陽電池の劣化した性質を調査することで、サポートが必要なのはほんの数か所であることに気づきました。 まず、紫外線を遮断する必要があります。 この目的のために、彼らは一般的な日焼け止め成分である酸化亜鉛の層をガラスの太陽に面する側に追加しました。

光吸収領域の近くのより薄い酸化亜鉛層は、太陽で生成された電子を電極に伝導するのに役立ちます。 残念ながら、それは壊れやすい光吸収体も破壊したので、チームはバッファーとしてIC-SAMと呼ばれる炭素ベースの材料の層を追加しました。

さらに、正に帯電した& quot;穴& quot;を引く電極。 （本質的に電子によって空けられた空間）回路に入ると、光吸収体と反応することもあります。 その側を保護するために、彼らはサッカーのような形をしたフラーレンである別の緩衝層を追加しました。

次に、チームは、1太陽から27太陽の典型的な光、華氏150度の高温まで、さまざまな強度のシミュレートされた太陽光の下で新しい防御をテストしました。 チームは、これらの条件下でパフォーマンスがどのように低下​​するかを調査することにより、太陽電池は30年後も80％の効率で動作できると推測しました。

フォレストは、これらのデバイスの未来を見て& quot;あなたの近くの窓にやってくる。" 彼のチームはモジュールの透明度を40％に上げました。 彼らは60％の透明性に近づくことができると信じています。

また、レポートの半透明モジュールで達成された10％から、高い透明性で可能であると考えられている15％近くまで効率を高めるために取り組んでいます。 液体化が可能であるため、製造コストが比較的低いと見込まれます。