Исследователи из Нанкинского университета в Китае разработали прозрачное покрытие, предназначенное для трансформации окон в солнечные электростанции. При нанесении на стандартное окно покрытие позволяет избирательно концентрировать солнечный свет на оконную раму, где он преобразуется в электричество с помощью фотоэлектрических концентраторов.
Такие фасады с окнами призваны стать электростанциями. Фото: Pexels
В отличие от других покрытий, концентрирующих солнечный свет, китайское покрытие не вызывает оптических искажений. Однако окна становятся немного темнее — покрытие перенаправляет около трети видимого света. Высокий индекс цветопередачи (91,3) падающего остаточного света означает, что внешний вид окна или интерьера не претерпевает существенных изменений. Для сравнения: индекс цветопередачи белых светодиодов составляет от 75 до 98.

Покрытие состоит из холестерических жидких кристаллов, отражающих световые волны определённой длины. Такие жидкие кристаллы хорошо известны по электронной системе обновляемых ценников в супермаркетах. Эти кристаллы можно укладывать друг на друга таким образом, чтобы можно было целенаправленно контролировать оптические свойства, такие как отражение или перенаправление света.

Перенаправляется около трети видимого света. Источник изображения: автор исследования Дэвэй Чжан 

«Конструкция кристаллической структуры позволяет нам целенаправленно перенаправлять свет под острыми углами», — сообщает ведущий автор исследования Дэвэй Чжан в пресс-релизе. 

Чжан называет это покрытие «зелёным светом», поскольку исследователи тестировали его, облучая зелёным лазером. Если обычный солнечный свет падает на окно шириной 2 метра, то может достичь оконной рамы, концентрируя примерно в 50 раз больше света. Концентрирующие фотоэлементы преобразуют входящий свет в электричество.

Концентрирующие элементы этого типа — это фотоэлементы, в которых входящий солнечный свет сначала концентрируется на небольшой площади. Технология позволяет изготавливать элементы значительно меньшего размера, чем обычные солнечные элементы, устанавливаемые на крышах. Экономия позволяет использовать более дорогие и эффективные материалы. КПД таких концентраторов достигает почти 50 процентов. КПД обычных элементов примерно вдвое меньше.

По словам исследователей, покрытие можно производить методом рулонирования. Оно долговечно и может быть установлено на существующие окна. Нанесение покрытия на окна должно потребовать минимальных усилий. Модернизация оконных рам фотоэлектрическими элементами может быть значительно сложнее. Как отмечают исследователи, установка таких элементов необходима только с одной стороны оконной рамы, а не со всех четырёх.