Вместо того, чтобы возиться с жалюзи, окна будущего могли менять оттенок или прозрачность по требованию, чтобы избежать нежелательного тепла, света или внимания от любопытных соседей. С’появлялось множество различных технологий, но теперь команда из Принстонского университета разработала систему «умного окна» с автономным питанием, которая использует прозрачный солнечный элемент для сбора энергии с УФ солнечного света.
Солнце выделяет коктейль с разными длинами волн: есть видимый свет, которое позволяет нам видеть, инфракрасные лучи, которые нагревают планету, и ультрафиолетовое излучение, которое разрушительно в больших дозах. В то время как естественный свет и тепло поступает в комнаты, УФ обычно просто блокируется. Чтобы повысить эффективность, команда Принстона хотела придумать способ использовать УФ-лучи для питания системы.
Kinestral уже разработала новую систему смарт-тонировочного стекла под названием Halio, прозрачность которой можно настраивать вручную или установить для автоматического переключения, но она не использовала УФ-лучи.
Смарт-окна сделаны из электрохромных материалов, которые позволяют им изменять оттенок от прозрачного до синего в ответ на небольшие электрические токи. Чтобы обеспечить этот ток, были разработаны солнечные элементы из измельченных гексабензокороненових (cHBC) производных, которые можно модифицировать для поглощения определенного диапазона длин волн. В этом случае полупроводники cHBC предназначены для поглощения ультрафиолетового света для питания электрохромного материала, а вся система может быть встроена в тонкую прозрачную пленку, которая может быть установлена поверх оконного стекла.
«Эта новая технология – это действительно разумное управление всем спектром солнечного света», – говорит Юэ-Лин Лоо, автор исследования. «Использование ультрафиолетового света для питания этих окон означает, что солнечные элементы могут быть прозрачными, не конкурируя за тот же спектральный диапазон или не создавая эстетических и конструктивных ограничений».
Некоторые предыдущие системы использовали внешние источники энергии, а другие собирали энергию в инфракрасной части спектра. Проблема в том, что они поглощали часть тепла от солнечного света, которым пользователь пытался согреть свой дом.
В темноте система Принстона может блокировать до 80 процентов видимого света. В долгосрочной перспективе команда хочет разработать смарт-фильтр, который может быть ретроактивно применено в существующих окон, позволяя пользователю изменять оттенок окна со своего смартфона, а система также может быть применена в автомобильных окон и для запуска небольших приборов.
«Кто-то сможет использовать беспроводные интеллектуальные оконные ламинаты, которые могут иметь липкую подложку, которая отслаивается, и устанавливать их в интер’ери их окон», – говорит Николас Дави, ведущий автор статьи. «Тогда вы можете контролировать солнечный свет, что проходит в ваш дом, используя приложение на вашем телефоне, тем самым мгновенно повышая энергоэффективность, комфорт и конфиденциальность».
Статья была опубликована в журнале Nature Energy, и команда демонстрирует технологию в видео ниже.
Источник: Принстонский университет
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
