Technológia solárnych okien na báze perovskitu od spoločnosti NREL
Nové solárne okno spoločnosti NREL tmavne v slnečnom teple a vyrába elektrinu prostredníctvom vloženého perovskitového filmu. Táto technológia je založená na metalhalogenidovom perovskite na báze formamidínia, ktorý je termochromickým materiálom vykazujúcim významné optické zmeny.
Vedci z Národného laboratória pre obnoviteľné zdroje energie (NREL) amerického ministerstva energetiky plánujú vytvoriť termochromatické fotovoltické okno na výrobu energie a zníženie potreby klimatizácie.
Vedci prezentovali svoje zistenia v dokumente „Reverzibilný viacfarebný chromizmus vo vrstvených perovskitoch formamidinium metalhalogenidu“, ktorý bol nedávno publikovaný v časopise Nature Communications. Nová technológia „termochromických fotovoltických“ okien je založená na termochromickom solárnom okne, ktoré bolo vyvinuté v predchádzajúcej štúdii rovnakých vedcov NREL v roku 2017. Toto okno stmavne, keď slnko ohrieva jeho povrch a vyrába elektrickú energiu cez perovskitový film zabudovaný do materiálu.
„Solárne okno prvej generácie dokázalo prepínať tam a späť medzi priehľadnou a červenohnedou farbou a na spustenie transformácie vyžadovalo teploty medzi 150 °F (65,6 °C) a 175 °F,“ vysvetlil výskumný tím. „Najnovšia iterácia umožňuje široký výber farieb a pracuje pri 95 až 115 °F, čo je teplota skla, ktorá sa dá ľahko dosiahnuť v horúcom dni.“
Vylepšili farebnú transformáciu pomocou rôznych chemických zložení a materiálov. Tento proces tiež urýchlili z približne troch minút na iba sedem sekúnd. Perovskit s metalhalogenidom formamidínia (MHP) - inherentne termochromický materiál vykazujúci významné optické zmeny - bol zaliaty medzi dve vrstvy skla a potom bola do vrstiev vstrekovaná para.
„Syntetizujeme kompozitné filmy zložené z vrstvených MHP na báze formamidínia všeobecného vzorca FAn + 1PbnX3n + 1 (X = I, Br) a ich zmiešaných halogenidových zmesí,“ uviedli vedci.
Para spúšťa reakciu, ktorá spôsobí, že sa perovskit usporiada tým, že získa rôzne tvary. "Farby sa objavujú s meniacimi sa tvarmi," vysvetlili vedci. "Znížením vlhkosti sa perovskit vráti do normálneho transparentného stavu."
Skupina NREL uviedla, že do roka vyvinie prvý prototyp okna. Bude vykonávať ďalší výskum s cieľom zistiť, koľkokrát je možné termochromatické okno cyklovať do prevádzkového režimu na výrobu elektriny.