Может ли этот монитор и окно быть объединены с солнечной панелью? PATAT / Shutterstock.com
Представьте, что стоите перед стеной окон, просматривая вид. Вы слышите, как кто-то входит в комнату позади вас. Ваш ход. «Добро пожаловать», - говорите вы. «Вот видео, которое я хотел вам показать». При нажатии кнопки вид исчезает, а окна преобразуются в экран телевизора высокой четкости.
Нет, ваш друг не Джеймс Бонд, и вы не следующий Q. Тем не менее, даже когда вы смотрите видео, ваше оконное телевидение делает все возможное, чтобы помочь предотвратить глобальную катастрофу, как когда-либо делал какой-нибудь гаджет-фильм. Понимаете, это также солнечная панель, постоянно собирающая возобновляемые источники энергии от солнца. Проблема изменения климата - не типичный супервизор, но проблема сложнее, чем Goldfinger позировала. Хуже того, усилия человечества по его решению с использованием существующих технологий не работают достаточно быстро.
Герои, нападающие на помощь, могут быть новой технологией, называемой органические полупроводники, новый способ изготовления материалов, которые проводят электричество только при определенных условиях. Большинство полупроводников в современной электронике состоят из кристаллического, породообразующего такие элементы, как кремний, Напротив, органические полупроводники изготавливаются в основном из молекул на основе углерода. Они принимают меньше энергии, чтобы сделать чем обычные полупроводники. Обычная фотогальваническая ячейка, например, может занять годы, чтобы произвести столько энергии, сколько потребовалось для ее создания; органическая фотогальваническая ячейка занимает всего несколько месяцев.
Однако, возможно, самое интересное в органических полупроводниках заключается в том, что можно создавать гибкие, легкие, цветные или полностью прозрачные молекулы. В лаборатории я работаю в, мы разрабатываем и тестируем новые небольшие молекулы, которые имеют конкретные целевые свойства - например, делают простую прозрачную панель в окне, экране и панели солнечных батарей.
Захват солнечной энергии
Создание солнечной панели, которая также является окном, включает в себя немного творчества: это должно быть то, что поглощает свет, производит электричество и пропускает свет, чтобы люди могли видеть и выходить.
Наш материал использует тот факт, что окно должно только передавать видимый человеку свет; в моей лаборатории мы можем сделать молекулы, которые поглощают только УФ и инфракрасный свет, длины волн света, которые наши глаза не видят. Это части спектра, которые мы действительно не хотим пропускать через окно. УФ-излучение дает вам солнечный ожог, И инфракрасный свет горячий: Фильтрация может сэкономить на использовании энергии и расходах на кондиционирование воздуха. Это правда, что наш метод не захватывает абсолютно всю энергию солнечного света, но это нормально. количество солнечной энергии, которая достигает Земли каждый час is больше, чем все человечество использует за год.
Перевертывание процесса вокруг
Органические полупроводники также полезны для изготовления мониторов и дисплеев. Если вы думаете об этом, экран в основном представляет собой панель солнечных батарей назад. Он генерирует свет от электрического тока. И то и другое солнечные панели и Экраны дисплея включают преобразования света и электричества. Подобно тому, как мы можем проектировать прозрачные органические полупроводники, мы можем проектировать молекулы, которые излучают определенные цвета света при приложении электрического тока.
Составьте вместе одну молекулу, излучающую красный цвет, одну молекулу, излучающую синий цвет, и одну молекулу, которая излучает зеленый цвет, и у вас есть органический светодиод. Это ключ к тому, что известно на рынке телевизоров и мониторов, как OLED-экраны.
Чтобы сделать интеллектуальное окно, нам нужно было бы разместить два слоя органических полупроводников - один слой для выработки электричества из солнечного света, а другой - для испускания света - на кастрюлю прозрачного проводящего материала, например оксид индия-олова, Эти технологии существуют, но еще не выставлен на продажу.
Сложение частей
Половина этого устройства уже в продаже: Энергоэффективные OLED-решения с высоким разрешением большой успех на рынке для домашних и офисных телевизоров.
Компании продажа органических солнечных панелей, И даже органические солнечные панели, только собираются. Текущие исследовательские усилия, как и мои, направлены на оптимизацию свойств этих материалов, повышение их эффективности и повышение их долговечности.
По мере улучшения компонентов мы также найдем способы объединения солнечных элементов с органическим полупроводником и органических полупроводниковых дисплеев. Это может быть несколько лет, но, безусловно, есть стимул для этого, с таким количеством возможных приложений. Электрический автомобиль с интеллектуальными окнами мог собирать достаточную солнечную энергию для проехать автомобиль 10 до 15 миль в день, достаточно для типичного коммутирования. На лобовом стекле можно было указывать направления движения. В любом месте есть окно - будь то в небоскребе или мобильном доме - может быть умное окно, экономя пространство, экономя энергию и позволяя жильцам почувствовать себя Джеймсом Бондом.
По мере улучшения компонентов мы также найдем способы объединения солнечных элементов с органическим полупроводником и органических полупроводниковых дисплеев. Это может быть несколько лет, но, безусловно, есть стимул для этого, с таким количеством возможных приложений. Электрический автомобиль с интеллектуальными окнами мог собирать достаточную солнечную энергию для Об авторе
Керри Риппи, доктор философии. Кандидат химических наук, Университет штата Колорадо
Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
