Ученые из России и Италии создали новый источник энергии интернета вещей
Читать ria.ru в Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») и их итальянские коллеги предложили новый тип энергетических фотоячеек для питания техники от Солнца и бытовых источников света. По словам авторов, фотоэлементы смогут обеспечить энергией устройства интернета вещей, фитнес-трекеры, умные часы, наушники. Результаты работы опубликованы в международном журнале Solar Energy Materials and Solar Cells.Быстро растущий рынок беспроводных устройств и датчиков, заметили исследователи, требует автономных источников питания с низким энергопотреблением и мощностью около одного микроватта. Одно из решений такого рода – компактные фотоэлектрические батарейки на перовскитах, способные обеспечивать запас энергии даже при зарядке от света обычных комнатных светильников.
Перовскиты — класс минералов с псевдокубической кристаллической структурой и уникальными свойствами, активно используемыми в энергетике. КПД перовскитных фотоэлементов составляет около 25 процентов, что сопоставимо с полупроводниками, но при этом изготавливаются они значительно проще.Наименее требовательны к интенсивности света батарейки нового поколения на их основе. Однако, ученые выделяют у них несколько недостатков – затратность производства, ощутимые энергопотери и снижение максимальной мощности при непрерывной работе.
Команда молодых специалистов лаборатории «Перспективная солнечная энергетика» НИТУ «МИСиС» предложила конструкцию планарного фотоэлемента с использованием наночастиц оксида никеля и оригинальной структурой, которая позволяет упростить технологию производства и снизить потери энергии.Элементы, как сэндвич, собраны из трех слоев — полупроводников для переноса положительных и отрицательных зарядов, а также перовскит, пояснили исследователи.
"Полученная плотность мощности в 28,4 мкВт/см2при 400 люкс, то есть стандартной освещенности офиса, превосходит минимум в два с половиной раза кремниевые аналоги",– рассказала научный сотрудник лаборатории Татьяна Комаричева.
Прототипы перовскитных фотоэлементов в лаборатории «Перспективная солнечная энергетика» НИТУ «МИСиС» Такой мощности хватит не только для мелких датчиков, но и для наушников или беспроводной клавиатуры. Элементы можно без потери производительности легко масштабировать более чем в десять раз, что говорит о надежности их структуры.
Помимо устройств интернета вещей, как объяснили авторы технологии, новые элементы можно будет использовать для питания «умных» банковских карт, пультов управления, бытовой техники, компьютерных мышей и клавиатур, носимой электроники. Энергетическая революция: как солнечные батареи становятся доступнее