دانشمندان چینی موفق به توسعه یک پوشش شفاف شدند که پنجره ها را بدون تغییر در شفافیت به پنل های خورشیدی تبدیل می کند و می تواند برق تولید کند.

به گزارش ایسنا، دانشمندان چینی یک پوشش شفاف جدید توسعه داده اند که می توان آن را روی هر پنجره استانداردی اعمال کرد تا آن را به یک پنل خورشیدی مؤثر تبدیل کند. این امر در حالی است که شفافیت پنجره پابرجا باقی می ماند.

این فناوری توسط تیمی از دانشگاه نانجینگ (Nanjing University) در چین انجام شده است و پژوهشگران در گذشته یک نمونه اولیه کوچک و کاربردی را توسعه داده اند. اگر این فناوری در تمام پنجره های موجود در جهان عرضه شود، می توانیم مبحث انرژی سبز را گسترش دهیم.

این پوشش که موسوم به متمرکزکننده خورشیدی پراش گونه بی رنگ و یک جهته (CUSC) است، برخی از فوتون های نور خورشید را به کناره های پنل پنجره هدایت می کند. سلول های فتوولتاییک (photovoltaic) نصب شده آنها را به برق تبدیل می کنند و باقی نور همچنان از آن عبور می کند.

وی هو (Wei Hu) مهندس اپتیک می گوید: طراحی این فناوری گامی رو به جلو در ادغام فناوری خورشیدی در محیط های ساخته شده بدون از دست دادن زیبایی شناسی است. این یک استراتژی عملی و قابل مقیاس بندی برای کاهش کربن و خودکفایی انرژی محسوب می شود.

این پوشش جدید از نظر شفافیت، مقیاس پذیری و کارایی از گزینه های موجود بهتر عمل می کند. این پوشش همچنان اجازه عبور 64/2 درصد از نور مریی را می دهد و دقت رنگ 91/3 درصدی را حفظ می کند.

این ماده از بلورهای مایع کلستریک (CLCs) ساخته شده است که دارای خواصی هستند که امکان تعاملات لازم با نور را هنگام عبور از آن فراهم می کنند. این پوشش با چیدمان لایه های مختلف این بلور، قادر است تمام طیف نور را پوشش دهد. نکته مهم این است که تنها یک قطبش نور که یکی از چندین راهی است که نور به صورت موج حرکت می کند، به دام می افتد و برای تبدیل به انرژی از آن خارج می شود. این امر باعث می شود که پنجره به روال عادی کار خود ادامه دهد.

یکی از پژوهشگران این پروژه می گوید: ما با مهندسی ساختار لایه های بلور مایع کلستریک ، سامانه ای ایجاد می کنیم که به طور انتخابی نور قطبیده دایره ای را پراش می دهد و آن را با زوایای تند به موج بر شیشه ای هدایت می کند.

موج بر ساختاری است که امواجی چون امواج الکترومغناطیسی یا امواج صوتی را هدایت و منتقل می کند.

کارایی این فناوری در آزمایش ها با استفاده از نور لیزر سبز، 38/1 درصد از انرژی موجود جذب و تبدیل شد که حداکثر پتانسیل این فناوری است. کارایی کلی آن در آزمایش هایی با شرایط واقع بینانه تر و طیف کامل نور، 18/1 درصد بود.

پژوهشگران در گذشته موفق شده بودند یک نمونه اولیه 2/5 سانتی متری را با استفاده از این پوشش توسعه دهند که به اندازه کافی انرژی برای تامین برق یک فن کوچک را تولید می کند. اگر این به یک پنجره کامل تبدیل شود، پتانسیل تولید مقدار قابل توجهی برق را دارد. این پوشش می تواند بدون نیاز به تغییرات زیاد روی پنجره های معمولی اعمال شود و این تیم امیدوار است که این فناوری از نظر تجاری قابل دوام باشد.

پژوهشگران خاطرنشان کردند: کارهای بیشتری می توان برای بهبود پایداری و ساخت این پوشش انجام داد و کارایی تبدیل نیرو نیز باید بهبود یابد. این کارایی شامل کل مقدار انرژی ورودی خورشیدی است که واقعاً به برق قابل استفاده تبدیل می شود. در حال حاضر این رقم در حدود 3/7 درصد است. ما برای افزایش تولید، چندین بهبود در مواد و رویه ها باید در نظر بگیریم.

این مطالعه در مجله PhotoniX منتشر شده است.