Fotoniska glasögon ger solpaneler tilltalande färger samtidigt som de behåller sin förmåga att effektivt producera energi. Kredit:Anpassad från ACS Nano
Solpaneler är inte bara för hustak längre – vissa byggnader har till och med dessa kraftgenererande strukturer över hela fasaden. Men eftersom fler byggnader och offentliga utrymmen innehåller solcellsteknik, kan deras monotona svarta färg lämna åskådare underväldigade. Nu rapporterar forskare i ACS Nano har skapat solpaneler som tar färgglada nyanser samtidigt som de producerar energi nästan lika effektivt som traditionella.
Solpaneler är vanligtvis en djupsvart färg eftersom deras uppgift är att absorbera ljus, medan en röd bil ser röd ut eftersom finishen reflekterar rött ljus istället för att absorbera det. De flesta försök att ge dessa enheter färg kommer då att minska deras förmåga att absorbera ljus och generera kraft. Ett alternativ är att använda strukturella färgkällor som drar fördel av mikroskopiska former för att bara reflektera en mycket smal, selektiv del av ljuset, som fjällen på fjärilsvingar.
Tidigare tekniker som försökte införliva strukturella färger gav dock paneler en oönskad irisering eller var dyra att implementera i stor skala. Så Tao Ma, Ruzhu Wang och kollegor ville utveckla ett sätt att ge solpaneler färg med hjälp av ett strukturmaterial som skulle vara lätt och billigt att applicera, och som skulle bibehålla deras förmåga att producera energi effektivt.
Teamet sprayade ett tunt lager av ett material som kallas fotoniskt glas på solcellers ytor. Glaset var gjort av ett tunt, oordnat lager av dielektriska mikroskopiska zinksulfidsfärer. Även om det mesta ljuset kunde passera genom det fotoniska glaset, reflekterades selektiva färger tillbaka baserat på sfärernas storlek.
Med hjälp av detta tillvägagångssätt skapade forskarna solpaneler som antog blå, gröna och lila nyanser samtidigt som effektiviteten för elproduktion minskade från 22,6 % till 21,5 %. De fann också att solpaneler tillverkade med detta fotoniska glasskikt bibehöll sin färg och prestanda under standardhållbarhetstester, och att tillverkningen kunde skalas upp. Forskarna planerar att utforska sätt att göra färgerna mer mättade, samt metoder för att uppnå ett bredare färgspektrum. + Utforska vidare
