فکر کن یه روزی بشه از همین پنجره‌هایی که دوروبرمون هست برق بگیریم. کلا ایده‌ش قدیمی بود، اما تا الان بیشتر شبیه فیلم علمی‌تخیلی بود تا واقعیت! حالا خبر اومده که یه تیم خفن از دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ (PolyU) تونستن یه پیشرفت مهم رقم بزنن و پنجره‌های خورشیدی نیمه‌شفاف رو به واقعیت نزدیک‌تر کنن.
چی ساختن؟ بچه‌های این دانشگاه به رهبری استاد لی گانگ و دکتر یو جیانگشنگ، یه روش باحال برای ارزیابی کارایی مواد فوتواکتیو درست کردن که اسمش رو گذاشتن FoMLUE (Figure of Merit for Light Utilization Efficiency). این اسم یه جورایی معنی‌ش این میشه: معیاری برای اینکه بفهمن چقدر خوب یه ماده، نور رو به برق تبدیل می‌کنه. خلاصه FoMLUE سه تا چیز مهم رو همزمان در نظر می‌گیره: میزان عبور نور از پنجره، اندازه باند گپ (یعنی فاصله انرژی بین الکترون آزاد و پیوستهٔ ماده) و چگالی جریان (یعنی مقدار برقی که توی هر سطح تولید میشه).
با این ابزار جدید، تونستن بهترین ترکیب مواد رو واسه پنجره‌های خورشیدی نیمه‌شفاف یا همون ST-OPV (که مخفف Semi-Transparent Organic Photovoltaics هست؛ یعنی سلول خورشیدی شفاف بر پایه مواد آلی) پیدا کنن. استفاده از مواد سه‌تایی (ترنری) با بالاترین FoMLUE باعث شد این پنجره‌ها رکورد جدیدی ثبت کنن: راندمان استفاده از نورشون رسید به ۶.۰۵ درصد که بالاترین مقداریه که تا حالا براشون گزارش شده!
حالا چرا این‌همه سر و صدا کردن؟! اول اینکه این پنجره‌ها همزمان هم زیبا می‌مونن، هم زیادی تیره یا تاریک نمی‌شن، هم برق تولید می‌کنن. برای ساخت و نصبشون هم هزینه پایین‌تر و فرایندش سازگار با محیط‌زیسته. ظاهر پنجره هم مثل شیشه‌های معمولی بازتاب طبیعی زیر نور خورشید داره، پس ساختمون‌ها همچنان خوشگل می‌مونن. دقت کنی این داستان توی معماری آینده خیلی مهمه؛ یعنی ساختمونا تبدیل میشن به نیروگاه خورشیدی، بدون اینکه لازم باشه صد تا صفحه خورشیدی رو پشت‌بوم بزنی. این فناوری توی ساختمان‌های مدرن، خودروهای برقی خورشیدی و حتی گلخانه‌های کشاورزی هم کاربرد داره.
جالبیش اونجاست که تیم هنگ‌کنگی یه مدل کامپیوتری ساختن تا ببینن پنجره‌های خورشیدی توی مناطق مختلف چین چقدر کارشون می‌گیره. اونا با شبیه‌سازی تولید برق و تأثیرش بر استفاده از سیستم‌های سرمایش و گرمایش توی ۳۷۱ شهر مختلف فهمیدن که بالای ۹۰ درصدشون تونستن صرفه‌جویی انرژی داشته باشن! بیشترین تاثیر هم تو جاهای گرمه که کولر می‌خوان و نور خورشید زیاد دارن؛ حتی توی این شهرها سالی تا ۱.۴۳ گیگاژول انرژی صرفه‌جویی شده، که به نسبت مساحت هر مترمربعه. (اینجوری اگه یه مترمربعش رو بزاری رو پنجره، یه عالمه تو مصرف انرژی صرفه‌جویی میشه.)
برتری دیگه این پنجره‌ها اینه که عایق حرارتی خوبی هم هستن و پایداری عملکرد طولانی‌تری دارن. واسه همینم خیلی امید دارن که به‌زودی تو بازار ببینیمشون؛ چون هم انعطاف‌پذیر هستن، هم از نظر جغرافیایی بو‌کُنن، یعنی تو مناطق مختلف به خوبی جواب میدن.
البته هنوز کار داره! تیم PolyU می‌خوان پایداری بلندمدت این سلول‌ها رو بیشتر کنن و پنل‌هاش رو در مقیاس بزرگ بسازن. اگه این جوریش کنن، احتمالا تا چند سال دیگه ساختمون‌هایی رو ببینیم که برق خودشون رو از پنجره‌هاشون می‌گیرن. دیگه لازم نیست بالکن رو با پنل‌های خورشیدی بزرگ پر کنی!
راستی اصل مقاله رو تو مجله Nature Communications چاپ کردن—این نشون میده قضیه خیلی جدیه و جهانی‌ها هم حواسشون هست.
در کل، جنب‌وجوش برای تجاری‌سازی این پنجره‌های خورشیدی خیلی جدی و داغه. اگه همین جوری پیش برن، شاید همین روزها توی خونه خودمون پنجره‌هایی داشته باشیم که دست به کار برق و صرفه‌جویی انرژی هم میشن! فوق‌العاده نیست؟
منبع: +
