Päikesepatareiakende abil saab toota ligi poole kõrghoonete elektrienergia vajadusest. Seejuures oleks ruumid kaitstud ülekuumenemise eest ja interjöör pleegitumise eest. Võiksime juba elada sellises tuleviku-Eestis, kus igal majal on sellised toredad aknad.

Olen tegelenud selliste päikesepatareide väljaarendamisega Tallinna Tehnikaülikoolis, keemilise kiletehnoloogiate teaduslaboris 2017. aastast alates, töötades doktorant-nooremteadurina. Käesoleva projekti raames töötame välja loodussõbralikest materjalidest koosnevad päikesepatarei-toonklaase, mille valguse elektriks muundamise efektiivsuseks oleme saavutanud 5,5 protsenti. Selline klaas laseb läbi veerandi valgusest.

Meie loodud lahenduse võlu peitub valmistamistehnoloogia lihtsuses. Nimelt valmistatakse uudsed aknaklaasid lihtsa ja kulutõhusa pihustuspürolüüsi tehnoloogiaga. Pihustuspürolüüsi energiatõhususe tagavad päikeseenergeetika mõttes suhteliselt madalad töötemperatuurid, mis jäävad alla 450°C, ja protsessi kiire kulg.

Mitmekihilise struktuuri valmistasime sammhaaval, alustades kõige kõrgemat temperatuuri nõudva metalloksiidkihi sadestamisest. Seejärel sadestasime üha madalamat temperatuuri vajavad kihid. Viimasena valmistasime tähtsaima osa – valgust neelava metallsulfiidi kihi, mille katsime läbipaistva elektrit juhtiva kontaktmaterjaliga.

Tasub meeles pidada, et mida tõhusam päikesepatarei, seda vähem aken läbi paistab. Elektrit tekib vaid neeldunud valgusest. Teada on, et inimsilm näeb aknast läbi, kui see paistab läbi vähemalt 20 protsenti. Seega, elektrit tootvate akende puhul tuleb teha kompromiss läbipaistvuse ja valguse elektriks muundamise efektiivsuse vahel.

Edaspidine uurimistöö on suunatud päikesepatarei tõhususe edendamisele Oleme seadnud eesmärgiks, et juba järgmisel aastakümnel saaks paigaldada hoonetele aknad, mis toodavad olulise osa majas tarbitavast elektrienergiast. Aina hoogustuva linnastumise tõttu võivad läbipaistvad päikesepatareiaknad oluliselt edendada Euroopa ja maailma taastuvenergia eesmärkide täitmist.

Artikkel ilmus Eesti Teaduste Akadeemia korraldatava konkursi "Teadus 3 minutiga" raames, mille pidulik finaal toimub 5. veebruaril.