Большинство фотоэлектрических панелей синего или черного цвета, поэтому, когда ими покрыты большие площади, это выглядит мрачно и однообразно. Это ограничение, которое препятствует интеграции солнечной энергии в некоторые коммерческие приложения. Архитекторы и дизайнеры давно просили разработать более широкий выбор цветов для солнечных элементов, чтобы они могли гармонично вписаться в фасад здания или электронную систему.
Однако расширение палитры цветов, с которыми могут работать инженеры солнечной энергетики, оказалось процессом крайне сложным. Однако это может измениться благодаря работе адъюнкт-профессора химической и экологической инженерии Андре Тейлора. Исследователи создали солнечный элемент, который расширяет выбор цветов при этом не уменьшая эффективность преобразования. Результаты исследований опубликованы в научном журнале Nano Energy.
Исследователи ранее пробовали несколько разных методов для изменения цвета солнечных панелей. Один из подходов заключался в корректировке слоя солнечного элемента, чтобы он отражал разные цвета — однако это оказалось дорогостоящим и с ограниченной результативностью. Другой метод представлял собой так называемую «молекулу красителя», которая способна обеспечить большее количество цветов. Этот подход, однако, снижал эффективность, с которой система преобразует солнечный свет в энергию.
Исследовательская группа из Лаборатории трансформационных материалов и устройств Тейлора также использовала молекулу красителя, но им удалось не уменьшить эффективность преобразования энергии. Это происходит потому, что молекула — сквараин, известная как ASSQ — действует не только как агент цвета, но и как донор передачи энергии. Он работает в сочетании с двумя полимерами, один из которых служит донором электронов, а другой — как акцептор электронов нефаллерена. Изменяя соотношение этих трех элементов исследователи смогли вывести пропорции, при которых возможно постепенное изменение цвета от сине-зеленого до фиолетово-красного.
И самое главное: краска не влияет на эффективность преобразования солнечной энергии, а также ее можно использовать при низких концентрациях, поэтому она особо не влияет на общий механизм.