Китайски учени са създали стъкло, което саморегулира прозрачността си, като същевременно генерира и съхранява енергия

В бъдеще стъклото с регулируема прозрачност ще се превърне в основен елемент на всяка сграда и колкото по-скоро се разработи такова стъкло на достъпна цена, толкова по-скоро ще настъпи този момент. Китайски учени сега са отишли още по-далеч – те са разработили стъкло, което не само само променя прозрачността си, но и се захранва със слънчеви лъчи.

В един от прототипите изследователите от университета в Хенан са комбинирали слънчево генериране, базирано на тънкослойни слънчеви клетки от кестерит (CZTSSe), и електрохромно стъкло, базирано на биметален никел-кобалтов оксид (NiCoO₂). Представеният прототип не само реализира интегрирането на функциите за самозахранване и интелигентно регулиране на нивото на слънчевата пропускливост, но и разширява възможностите си за съхранение на енергия.

Учените създали слънчева клетка, базирана на стъклен субстрат, покрит с молибден (Mo), кестеритов абсорбер, буферен слой от кадмиев сулфид (CdS), слой от цинков оксид (ZnO), слой от индиево-калаен оксид (ITO), отложен чрез магнетронно разпрашаване и с метални контакти от сребро (Ag).

За получаване на електрохромни слоеве от NiCoO₂ е използвана проста техника за отлагане в химическа баня (CBD). Благодарение на порестата структура на нановлакната и синергичния ефект на взаимодействие на никел и кобалт, слоевете от NiCoO₂ и базираните на тях електрохромни интелигентни стъкла показаха отлични електрохимични, електрохромни и енергоспестяващи характеристики.

В стъклото е интегриран слой от титанов оксид (TiO₂), който съхранява енергия. Този слой има както отлични електрохромни свойства (променя прозрачността и/или цвета си при подаване на електричество), така и свойства за съхранение на йони.

При тестване при стандартни условия на осветление така подготвеното стъкло (прозорец) показва потребление на енергия от 318,3 MWh/m² и обща ефективност от 2,15 %, което според експертите е сравнимо с повечето фотоволтаични прозорци, разработени до момента.

„Новото стъкло бързо променя прозрачността си в широк диапазон на пропускане на светлината и запазва нивото ѝ за дълго време. В същото време оцветяването му е неутрално, което ще бъде приветствано от повечето потребители (обикновено то е в различни нюанси).“

Учените подчертават, че основната им цел е да използват минерала кастерит за производството на интелигентни стъкла. Той е достъпен, лесно се синтезира от обикновени химични елементи и следователно е идеален за масово прилагане. Те ще продължат да работят по проекта, за да подобрят ефективността на стъклото и да разработят масово производство, въпреки че не обещават да стигнат до това в кратки срокове. Но възможността за модулиране на светлината и топлообмена в помещението, като същевременно се генерира енергия чрез фотоволтаични клетки, със сигурност е примамлива за по-нататъшна работа в тази област.