پنجره‌های مولد انرژی؛ تحولی در پنل‌های خورشیدی
پنجره‌های مولد انرژی جدید با استفاده از سلول‌های خورشیدی شفاف نه‌تنها نور را به داخل ساختمان‌ها می‌آورند، بلکه با طراحی زیبا و کارایی ۸.۰۷ درصدی، انرژی خورشیدی را به برق تبدیل می‌کنند و به کاهش وابستگی به منابع فسیلی کمک می‌کنند.
Admin1
در دنیای امروز پنجره‌ها می‌توانند بخشی از شبکه برق باشند که این پیشرفت را می‌توان در ورود نخستین پنجره‌های تولید انرژی جدید مشاهده کرد؛ نمونه‌ای درخشان که با موادی بی‌رنگ و انعطاف‌پذیر ساخته شده است و می‌تواند انرژی تولید کند. این پنجره‌ها با استفاده از سلول‌های خورشیدی شفاف نوین (TSCs) قادر به تبدیل انرژی خورشید به برق هستند. به این ترتیب پنجره‌ها نه‌تنها اجازه ورود نور به فضای داخلی سازه‌ها را می‌دهند، بلکه می‌توانند انرژی خورشید را به برق تبدیل کنند.
طراحی پنجره‌های حاضر به‌گونه‌ای است که بر خلاف نمونه‌های قبلی پنجره‌های خورشیدی، هیچ‌گونه تیرگی در ظاهر آن‌ها وجود ندارد و گزینه‌ای بسیار جذاب از نظر زیبایی‌شناختی برای تولید انرژی خورشیدی هستند. این پنجره‌ها نخستین نمونه‌های تولید انرژی نیستند، اما یکی از نخستین موارد تولید انرژی شفاف محسوب می‌شوند. سلول‌های خورشیدی شفاف قدیمی‌تر که به‌دنبال دستیابی به نتایج مشابه بودند، بیشتر بر مواد آلی، رنگدانه‌ها یا پروسکایت‌ها تمرکز داشتند و تبدیل انرژی در آن‌ها مشکل‌ساز نبود، اما مشکل اصلی این بود که این پنجره‌ها تیره بودند و به دلیل رنگ قهوه‌ای ناشی از مواد به کار بسته در ساختشان، از نظر بصری برای استفاده در خودروها و ساختمان‌های اداری جذاب به‌نظر نمی‌رسیدند.
بهبود کارایی انرژی خورشیدی با پنجره‌های تولید انرژی
مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان (UNIST) توانست این مشکل را با استفاده از میکرووایرهای سیلیکونی نوع n در قالب یک ورق پلیمری شفاف و انعطاف‌پذیر به جای استفاده از فیلم‌هایی برطرف کند که قادر به جذب تنها طول موج‌های خاصی بودند. میکرووایرها به‌دلیل نداشتن وضوح ماتریس پلیمری به سختی قابل مشاهده هستند و به ایجاد پنجره‌ای منجر شدند که شبیه شیشه به نظر می‌رسد، اما قادر به جذب انرژی از خورشید است.
شکل لبه‌دار این میکرووایرها یک مزیت دیگر این طراحی است که می‌تواند نور را بهتر جذب کند و با دستیابی به ۸.۰۷ درصدی کارایی تبدیل انرژی (PCE) همراه است که رکوردی برای TSCهای بر پایه سیلیکون به‌شمار می‌رود. قابلیت کشسانی نیز ویژگی دیگری است که این پنجره‌ها را جذاب‌تر می‌کند و نشان می‌دهد آینده انرژی به وضوح در این پنجره‌های شفاف نهفته است.
این پیشرفت‌ها نویدبخش آینده‌ای روشن برای استفاده از پنجره‌های تولید انرژی در ساختمان‌ها و خودروهاست و می‌توانند به کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی کمک کنند، به‌ویژه که سیلیکون ماده‌ای پایدار و در دسترس است که هرگونه مانع برای پایداری بلندمدت را کاهش می‌دهد و هیچ تأثیر زیست‌محیطی منفی‌ای ندارد.
تفاوت اصلی پنجره‌های تولید انرژی خورشیدی در مهندسی دقیق آن‌ها نهفته است. طراحی این پنجره‌ها به‌گونه‌ای است که میکرووایرها به‌عنوان لایه فعال نوری عمل و نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند. حداکثر بار الکتریکی با استفاده از هتروجانکشن (سلول خورشیدی سیلیکون کریستالی بین دولایه از سلول خورشیدی فیلم نازک) بین پلیمر نوع p و سیلیکون نوع n تضمین می‌شود. همچنین، لایه پاسیوایشن Al₂O₃ در طرفین این پنجره‌ها، دوام بیشتری به آن‌ها می‌بخشد. در واقع محققان توانسته‌اند به ساختاری دست پیدا کنند که نور منعکس‌شده را به جای اینکه از دست برود، جهت‌دهی می‌کند. ساختمان‌ها با استفاده از این پنجره‌ها دیگر تنها مصرف‌کننده انرژی نخواهند بود، بلکه توانایی تولید انرژی را ضمن حفظ ظاهر طبیعی خود دارند.
