::: reklama@pbprog.kz
::: editor@pbprog.kz
::: webmaster@pbprog.kz
Разработаны фотоэлектрические элементы, которые могут питать устройства от внутреннего освещения
Международная команда во главе с исследователями из Университетского колледжа Лондона разработала новые долговечные солнечные элементы, способные эффективно собирать энергию от внутреннего освещения, а это означает, что такие устройства, как клавиатуры, пульты дистанционного управления, сигнализации и датчики, можно избавить от регулярной замены батареек.
Разработанные элементы преобразуют 37,6 % света (рекордной эффективности достигают при 1000 люкс — эквивалентно хорошо освещённому офису) в электричество. Это мировой рекорд для солнечных элементов такого типа, оптимизированных для внутреннего освещения, с шириной запрещённой зоны 1,75 эВ (электронвольт).
Команда использовала перовскит, который всё чаще применяется в солнечных панелях для наружного использования и, в отличие от традиционных солнечных панелей на основе кремния, может использоваться в помещениях, а его состав можно корректировать, чтобы он лучше поглощал определённые длины волн света в помещении.
Однако материал подвержен структурным дефектам — ловушкам, которые блокируют электроны и снижают производительность. Эти дефекты не только препятствуют прохождению электрического тока, но и способствуют разрушению материала с течением времени.
Чтобы решить эту проблему, исследователи добавили хлорид рубидия для более равномерного роста кристаллов и уменьшения количества ловушек. Две органические соли аммония — иодид N,N-диметилоктиламмония и хлорид фенэтиламмония — стабилизировали ионы и предотвратили расслоение материала на разные фазы.
Исследователи также протестировали элементы, чтобы выяснить, насколько хорошо они противостоят деградации с течением времени.
Спустя более 100 дней новые элементы сохранили 92 % своей производительности по сравнению с контрольным устройством (перовскитом, дефекты которого не были устранены), производительность которого снизилась до 76 % от первоначальной.
Исследователи также подвергали элементы в течение 300 часов воздействию интенсивного света при температуре 55 °C, их производительность снизилась на 76 %, в то время как у контрольных образцов она упала до 47 %.
Старший автор исследования доктор Моджтаба Абди Джалеби (доцент Института открытия материалов UCL) сказал:
«Миллиарды устройств, требующих небольшого количества энергии, полагаются на замену батарей, что является неустойчивой практикой. Это число будет расти по мере расширения Интернета вещей. В настоящее время солнечные батареи, улавливающие энергию от внутреннего света, дороги и неэффективны. Наши специально разработанные перовскитные солнечные элементы для помещений могут накапливать гораздо больше энергии, чем коммерческие элементы, и более долговечны, чем другие прототипы. Он прокладывает путь для электроники, работающей на окружающем свете, уже присутствующем в нашей жизни.”