Через остекление проходит около 50% энергии, которая поступает из окружающей среды в здание или перемещается наружу. Поэтому если повысить энергоэффективность оконных конструкций и наделить их способностью преобразовывать солнечный свет в электричество, можно существенно улучшить энергетический баланс всего строения.
В настоящее время обычно для использования окон в качестве источника электроэнергии их дополняют практически прозрачными фотоэлементами. Однако при такой конструкции требует поиска компромисса между уровнем светопропускания и эффективностью электрогенерации.
Исследователи из Шанхайского института керамики Китайской академии наук изготовили окно нового типа, которое лишено этого недостатка. Оно избирательно улавливает излучение с отдельными длинами волн и превращает получаемую энергию в тепло, а затем — в электричество, но не мешает проходить остальной части спектра.
Основной элемент разработки — состоящая из цезий-вольфрамовой оксидной бронзы и полимера пленка. Она пропускает до 88% видимого света и в то же время эффективно поглощает ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, чтобы преобразовывать их в тепло.
Вследствие этого нагреваются размещенные по краям большого участка пленки термоэлектрогенераторы. Они производят электроэнергию за счет температурного градиента, возникающего между их противоположными сторонами: горячей, получающей тепловую энергию от окна, и холодной.
Так как в разработке китайских ученых для генерации электроэнергии используются спектры, которые человеческий глаз не видит, эффективность этого процесса можно увеличивать без ущерба светопропусканию, а при повышении прозрачности конструкции не пострадает количество собираемого тепла. Кроме того, поглощение установленной в окне пленкой инфракрасного излучения уменьшит нагрев помещений и тем самым снизить затраты энергии на кондиционирование.