Лазерно обработваното стъкло се разглежда като алтернатива на конвенционалните луминесцентни слънчеви концентратори (LSC). В миналото LSC технологията беше предложена за подобряване на ефективността на фотоволтаичните панели или за подобряване на растежа на растенията в оранжерии и в други индустрии.
Ключовата новост в лазерната технология се състои в прилагането на наномодел върху прозоречно стъкло „с помощта на много прост, рентабилен, едноетапен лазерен процес“, каза Сиаолонг Лиу, съавтор на изследването. За разлика от LSC устройствата, които разчитат на отлагане на луминесцентни материали върху стъкло, новият метод директно модифицира самата стъклена повърхност.
„Този модел променя начина, по който светлината се разпространява през стъклото. Докато при конвенционалния прозорец почти всичката светлина преминава директно, а в LSC светлината се абсорбира и излъчва отново от луминисцентни материали, нашата лазерно-нашарена повърхност ни позволява да приспособим пътя на светлината, насочвайки до 10% от нея така, че да се разпространява покрай стъклото към неговия ръб“, каза още Лиу.
„Това контролирано пренасочване отваря вълнуващи възможности за интегриране на фотоволтаиците в сградите (BIPV), където направляваната светлина може да бъде събирана в рамката на прозореца. Освен това простотата на производствения процес осигурява потенциал за по-голяма гъвкавост на дизайна за сложни естетически модели“, добави Лиу.
„Следващите ни стъпки се фокусират върху подобряване на оптичната ефективност на наноструктурираното стъкло, която все още е относително ниска при 0,66% и се нуждае от допълнително подобрение“, поясни той.
Едно от предизвикателствата в проекта е измерването на това колко светлина е разпръсната до краищата на стъклото. За подобни измервания за момента няма утвърдени методи, казва екипът, тъй като конвенционалните оптични методи обикновено са предназначени за измерване на предаването и отражението на светлината, а не за страничното ѝ разпространение.
„Разработването на ефективна система за тестване и количествено определяне на този ефект се превърна в ключова част от проекта, добавяйки допълнителен слой на открития към процеса“, каза Лиу.
Освен това изследователите са използвали флуорополимерно покритие, за да осигурят суперхидрофобна повърхност, която да придаде самопочистващи се свойства на стъклото. „Суперхидрофобните свойства правят възможна функцията за самопочистване на наноструктурираното стъкло“, казаха изследователите.
