Созданы «умные» окна, вырабатывающие электричество

Новые фотоэлементы на основе допированного перовскита прозрачны при обычной температуре, но темнеют в жару, а заодно производят электроэнергию. 

Разработчики «умных» окон стараются создать такую систему, которая могла бы менять прозрачность стекла в зависимости от температуры и освещенности. Регулируя поток поступающего в помещение излучения, они делают их комфортнее и заметно снижают расходы на обогрев и охлаждение воздуха внутри. Параллельно этому создатели солнечных батарей ищут способы получить прозрачные генерирующие элементы, чтобы превратить огромные остекленные поверхности современных небоскребов в источники электричества.

Обе задачи одновременно удалось решить команде профессора Калифорнийского университета в Беркли Пэйдуна Яна (Peidong Yang), статью которой публикует журнал Nature Materials. Ученые использовали перовскит, титанат кальция, – исключительно перспективный с точки зрения получения фотоэлектричества минерал. В его решетку они внедрили атомы цезия, свинца и иодида, получив материал, который меняет структуру под действием температуры и влажности. При комнатной температуре его прозрачность в видимом диапазоне превышает 80 процентов, а при нагревании падает до 35 процентов.

 

Образцы фотоэлементов: прозрачный при обычной температуре и темный – разогретый / ©Peidong Yang, Berkeley University

 

Новый материал остается «пробой пера». Он недостаточно эффективен в выработке энергии в «горячей фазе», а сам переход требует нагревания аж до 105 °С. Однако Ян и его команда уверены, что им удастся подобрать оптимальное сочетание допирующих веществ и решить эти проблемы. В самом деле, не так давно их коллеги уже демонстрировали структуру на основе перовскита, которая способна менять прозрачность. Однако у нее производительность была практически нулевой, здесь же авторам удалось добиться заметного прогресса. В будущем эффективность таких фотоэлементов еще больше возрастет – и мы, наконец, получим окна не только «умные», но и генерирующие.