Замість того, щоб возитися з жалюзі, вікна майбутнього могли міняти відтінок або прозорість на вимогу, щоб уникнути небажаного тепла, світла чи уваги від допитливих сусідів. З’являлося безліч різних технологій, але тепер команда з Прінстона розробила систему «розумного вікна» з автономним живленням, яка використовує прозорий сонячний елемент для збору енергії УФ з сонячного світла.

Сонце виділяє коктейль з різними довжинами хвиль: є видиме світло, яке дозволяє нам бачити, інфрачервоні промені, які нагрівають планету, і ультрафіолетове випромінювання, яке руйнівне у великих дозах. У той час як природне світло і тепло поступає у кімнати, УФ зазвичай просто блокується. Щоб підвищити ефективність, команда Прінстона хотіла придумати спосіб використовувати УФ-промені для живлення системи.

Kinestral вже розробила нову систему смарт-тоніровочного скла під назвою Halio, прозорість якої можна налаштувати вручну або встановити для автоматичного перемикання, але вона не використовувала УФ-промені.

Смарт-вікна зроблені з електрохромних матеріалів, які дозволяють їм змінювати відтінок від прозорого до синього у відповідь на невеликі електричні струми. Щоб забезпечити цей струм, були розроблені сонячні елементи з подрібнених гексабензокороненових (cHBC) похідних, які можна модифікувати для поглинання певного діапазону довжин хвиль. В цьому випадку напівпровідники cHBC призначені для поглинання ультрафіолетового світла для живлення електрохромного матеріалу, а вся система може бути вбудована в тонку прозору плівку, яка може бути встановлена ​​поверх віконного скла.

«Ця нова технологія – це дійсно розумне управління всім спектром сонячного світла», – каже Юе-Лін Лоо, автор дослідження. «Використання ультрафіолетового світла для живлення цих вікон означає, що сонячні елементи можуть бути прозорими, що не конкуруючи за той же спектральний діапазон або не створюючи естетичних і конструктивних обмежень».

Деякі попередні системи використовували зовнішні джерела енергії, а інші збирали енергію у інфрачервоній частині спектра. Проблема в тому, що вони поглинали частину тепла від сонячного світла, яким користувач намагався зігріти свій будинок.

У темряві система Прінстона може блокувати до 80 відсотків видимого світла. У довгостроковій перспективі команда хоче розробити смарт-фільтр, який може бути ретроактивно застосований до існуючих вікон, дозволяючи користувачеві змінювати відтінок вікна зі свого смартфона, а система також може бути застосована до автомобільних вікон та для запуску невеликих приладів.

«Хтось зможе використовувати бездротові інтелектуальні віконні ламінати, які можуть мати липку підкладку, яка відшаровується, і встановлювати їх в інтер’єрі їх вікон», – говорить Ніколас Деві, провідний автор статті. «Тоді ви можете контролювати сонячне світло, що проходить в ваш будинок, використовуючи додаток на вашому телефоні, тим самим миттєво підвищуючи енергоефективність, комфорт і конфіденційність».

Стаття була опублікована в журналі Nature Energy, і команда демонструє технологію в відео нижче.

Джерело: Прінстонський університет

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Підписуйтесь на наш канал у Telegram