Trwają badania nad fotoaktywnymi oknami przyszłości

Trwają badania nad fotoaktywnymi oknami przyszłości

Nanotechnologia obejmująca swoim zasięgiem coraz więcej dziedzin techniki stwarza nowe możliwości również w fotowoltaice. Jak podaje firma Octillion trwają są badania nad opracowaniem materiału nowej generacji, który może służyć jako szkło okienne i jednocześnie pełnić rolę panelu fotowoltaicznego.

Rozwiązaniem zaproponowane przez Octillion bazuję na zastosowaniu krzemowych nanocząsteczek posiadających zdolność do zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Krzemowe nanocząsteczki są wytwarzane w unikalnych procesach elektrochemicznych wraz z użyciem technologii ultradźwiękowych. Procesy te pozwalają na uzyskanie wysoko luminescencyjnych drobin krzemu o jednakowych rozmiarach (1-4nm średnicy). Umożliwiają one konwersję w zakresie fal krótkich ze sprawnością kwantową rzędu 50-60%.

Fundamentalną rolę w naszych badaniach stanowią krzemowe nanocząsteczki – powiedział szef firmy Octillion Nicholas S. Cucinelli. Niezależne badania wykazały, że oprócz ich pierwotnego zastosowania nanocząsteczki są w stanie zwiększyć sprawność również w konwencjonalnych. W zakresie ultrafioletu nawet do 70% a dla światła widzialnego ok. 10%. Jednak osiągnięcie komercyjnego sukcesu wciąż uzależnione od wyników prowadzonych działań badawczych – dodaje Cucinelli

W połowie 2007 roku naukowcom współpracującym w ramach projektu, udało się zbudować pierwszy laboratoryjny model nowego okna. Osiągnął on wysoki współczynnik konwersji optycznej i dobre właściwości elektryczne. Ten kamień milowy został osiągnięty dzięki rozwojowi technologii umożliwiającej umieszczanie nanocząsteczek na szklanej powierzchni za pomoca specjalnego systemu zdolnego do produkcji nano-filmu o kontrolowanej grubości. System napylania pozwala zachowywać wysoką sprawność konwersji promieniowania UV na promieniowanie widzialne.

Po wykonaniu pierwszego prototypu naukowcy pracują nad ustabilizowaniem charakterystyk fotowoltaicznych. Składają się na to eksperymenty z użyciem różnych grubości materiałów przewodzących, weryfikacja współczynnika konwersji w zależności od różnych długości fal (UV, barwa niebieska, zielona, czerwona itp.), udoskonalenie procesu napylania cząsteczek dla różnych grubości nanoszonych warstw krzemu, tak aby uzyskać maksymalizację efekt konwersji.

Osiągnięcie sukcesu w eksperymentach pozwoli firmie podjąć bardziej zaawansowane kroki w nadaniach nad nową technologią produkcji „okien przyszłości”. Po zakończeniu fazy laboratoryjnej planuje się jeszcze badania nad optymalizacją wydajności elektrycznej w zależności od przeźroczystości okna i w końcu analizę kosztów wytwarzania.

(am)