Wetenschappers van de Universiteit van Nanjing hebben een uitvinding aangekondigd die een revolutie teweeg zou kunnen brengen in het gebruik van zonne-energie: een transparante coating die conventionele ramen kan omzetten in fotovoltaïsche panelen zonder hun esthetiek of lichtinval te veranderen. Deze ontwikkeling is bedoeld om bestaande oppervlakken in gebouwen te benutten voor het opwekken van schone elektriciteit.
Het systeem, CUSC genaamd (afkorting van kleurloze, unidirectionele diffractieve zonneconcentrator), werkt door bepaalde fotonen naar de randen van het glas af te buigen. Daar worden zonnecellen geïnstalleerd die het licht omzetten in elektrische energie, terwijl de rest van het zichtbare spectrum door het glas heen gaat, waardoor de functie van het raam behouden blijft.
Technologie op basis van vloeibare kristallen
De innovatie is gebaseerd op cholesterische vloeibare kristallen, materialen die de polarisatie van licht manipuleren. Door verschillende lagen over elkaar te leggen, kan het volledige spectrum worden afgedekt en naar de binnenkant van het glas worden omgeleid. Tijdens laboratoriumtests bereikten de onderzoekers een opbrengst van 38,1% met een groene laser, de kleur die het meest gevoelig is voor het menselijk oog. Onder reële lichtomstandigheden bedroeg de totale efficiëntie 18,1%.
Een van de meest opvallende aspecten van de coating is de balans tussen prestaties en uiterlijk. Uit tests blijkt dat de behandelde ramen 64,2% van het zichtbare licht doorlaten en 91,3% van de kleurprecisie behouden. Deze cijfers overtreffen andere voorstellen voor zonne-ramen en versterken de haalbaarheid ervan voor de stedelijke omgeving.
Prototype en toekomstperspectieven
Om het idee te valideren, ontwikkelde het team een prototype van slechts een inch, voldoende om een kleine ventilator van stroom te voorzien. Volgens de onderzoekers zou het aanbrengen van deze coating op ramen van normale grootte een aanzienlijke sprong voorwaarts betekenen voor de elektriciteitsopwekking op lokale en mondiale schaal.
Het project staat echter nog voor een aantal uitdagingen. De conversie-efficiëntie, die momenteel slechts 3,7% van de totale ontvangen zonne-energie bedraagt, moet aanzienlijk worden verbeterd. Ook moeten de productieprocessen worden geperfectioneerd en moet de stabiliteit van het materiaal worden gegarandeerd. Ondanks deze uitdagingen zijn deskundigen van mening dat dit een belangrijke stap is in de richting van een discrete en duurzame integratie van zonne-energie in steden.
