Солнечную энергию уже давно научились собирать при помощи специальных устройств. Однако одна из главных проблем данной процедуры – не слишком привлекательный вид этого оборудования.
Команда инженеров из Мичиганского университета решила исправить существующий недостаток и создала уникальный солнечный концентратор с полностью прозрачным корпусом. Такая установка сможет использоваться не только на окнах, но и на экранах смартфонов, не нарушая эстетику устройств. Исследование проводилось во главе с Ричардом Лантом. Его результаты были опубликованы в журнале Advanced Optical Materials.
Поглощение солнечного света
Солнечные концентраторы используют линзы для фокусировки света на небольшой площади. Это позволяет максимизировать выработку электроэнергии. Сам процесс чем-то похож на всем нам знакомую хитрость, когда с помощью увеличительного стекла прожигают какую-либо поверхность.
Научная дилемма
Отсюда сразу выплывает вопрос: но почему же тогда ученые сразу не создали прозрачную линзу для концентратора? Ведь это бы сделало устройство для сбора тепловой энергии более совершенным. Но, к сожалению, задание оказалось не таким простым, как кажется. Инженеры тщетно пытались соблюсти баланс, при котором при повышении прозрачности линзы не уменьшалась бы эффективность устройства. До настоящего момента для изготовления концентраторов считалось приемлемым использование только окрашенных стекол.
«Никто не хочет находиться в окружении цветных линз, - сказал Лант в своем пресс-релизе. - Это делает обстановку слишком красочной, как будто бы вы находитесь на дискотеке. Но мы применили новый подход к разработке концентраторов, при котором активный люминесцентный слой сохраняет прозрачность».
Невидимые волны
Секрет успеха идеи заключается в создании системы, которая способна функционировать на волнах, находящихся за пределами видимого спектра. Это было достигнуто с помощью органических люминофоров – соединений, отвечающих за свечение. Концентратор поглощает лучи на определенных длинах волн, а затем он может передать их в другое устройство. Отсутствие участия видимого спектра в процессе позволило исследователям получить прозрачный, как стекло, готовый продукт.
«Мы можем настроить этот материал таким образом, чтобы он поглощал только ультрафиолет и инфракрасные лучи», - объяснил Лант.
Вместо того, чтобы концентрировать свет непосредственно над нужным элементом (например, как это делает увеличительное стекло, размещенное над листом бумаги), устройство распределяет его по всему периметру своей поверхности, преобразовывая солнечные лучи в электроэнергию.
