להדפיס תא סולארי שמשאיר מקום לאור

צוות מהאוניברסיטה העברית חקר תאים סולאריים גמישים ושקופים למחצה. מחקרו מ־2023 פותח שאלה תכנונית: איך חלון יכול לייצר חשמל ועדיין לתפקד כחלון?

לחצו על מונח מסומן בקו להסבר קצר.

לחלון יש תפקיד עוד לפני שמבקשים ממנו לייצר חשמל: לאפשר מבט החוצה ולהכניס אור יום. באוניברסיטה העברית בירושלים חקרו נארש קומאר פנדיאלה, שלמה מגדסי וליוז אתגר תאים סולאריים גמישים עם פתחים זעירים ושקופים. המאמר שלהם מ־2023 מתאר שיטת ייצור מעבדתית בעלת פוטנציאל להוספת יכולת פוטו־וולטאית לחלונות קיימים. נקודת המוצא היא חומר שממלא יותר מתפקיד אחד.

הצוות השתמש בהדפסת הזרקת דיו ליצירת עמודונים פולימריים ושכבת פרובסקיט. האזורים השקופים מאפשרים לחלק מהאור לעבור דרך המתקן במקום להיבלע בו. התאים שדווחו הגיעו לנצילות המרה של 9.14% ולהעברת אור ממוצעת של 29.3%. אלה מדידות שונות: האחת עוסקת בהמרה לחשמל, והשנייה במעבר האור. אף אחד מהנתונים אינו מתאר לבדו את מאזן האנרגיה של בניין שלם.

העבודה משתלבת בשאלה אדריכלית רחבה יותר. במערכות סולאריות משולבות מבנה, חומרי ייצור החשמל יכולים להיות חלק מהגג, החזית או החלון, במקום ציוד נפרד המותקן מעליהם. ההסבר של משרד האנרגיה האמריקאי מציין שבבניינים גבוהים שטח הקירות עשוי להיות גדול בהרבה משטח הגג. לכן החזית מציעה משטח נוסף לבדיקה, אך המתקן המחקרי אינו הוכחה שכדאי כלכלית להפוך כל קיר לתחנת כוח.

מתכנני חלונות צריכים לבחון יותר מתפוקה סולארית. בהתייעצות שערך משרד האנרגיה עם התעשייה וחוקרים זוהו איכות האור הנראה, מראה, בידוד, עמידות ובטיחות כחלק מדרישות הזיגוג הפוטו־וולטאי. חדר נעים ומשטח שמייצר חשמל הם יעדים תכנוניים קשורים, אך אינם אותה מדידה. בדיקת שניהם מונעת החלפה של תכנון בניין שלם בנתון מעבדתי מרשים של חומר אחד.

מחקר האוניברסיטה העברית מציע דרך לארגן שקיפות בתוך מתקן מודפס. לקראת מוצר עתידי צריך לשאול על מכלול החלון: כיצד מחברים, מגינים, מתקינים ומתחזקים אותו במשך שנים. השאלות אינן גורעות מהניסוי; הן מראות לאן הפיתוח צריך להתקדם. הסיפור עובר משכבת חומר שתוכננה בקפידה אל חפץ יומיומי שצריך לשרת גם את המשתמשים במבנה וגם את משימתו החשמלית.