Поделиться
В России создали фотоэлемент, который при слабой освещенности запитывает не хуже батарейки
Российские ученые изготовили и испытали фотоэлемент из перовскита для преобразования искусственного света в электричество. Облачка из этого материала позволяет увеличить срок жизни устройства до сопоставимого с батарейкой, которая используется один раз и сложно утилизируется.
Фотоэлемент из перовскита
Ученые из Сколковского института науки и технологий и национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» создали фотоэлемент, преобразующий искусственный свет в электричество, пишут «Известия». Фотоэлемент заключен в оболочку из устойчивого к внешним воздействиям и относительно недорогого материала — перовскита.
Исследовали применили устройство для питания беспроводного датчика температуры и влажности и доказали, что их метод инкапсуляции продлевает срок жизни как минимум до 10 тыс. часов, что соизмеримо со временем работы одноразовых батареек в датчиках интернета вещей.
Прототип может бесперебойной работы до 87 часов при освещенности помещения около одной тыс. люксов. Уровень освещенности в три тыс. люксов позволит ему работать вообще без подзарядки. Такой уровень можно обеспечить, разместив устройство рядом с работающим источником искусственного света, например, с офисной лампой.
Источник питания нового поколения
Перовскитная фотовольтаика — перспективное направление для автономного питания электроники, сказал изданию профессор Университета ИТМО, заведующий лабораторией гибридной нанофотоники и оптоэлектроники Сергей Макаров.
Многие носимые устройства и датчики интернета вещей в недалеком будущем будут полностью энергонезависимыми за счет оснащения такими фотоэлементами, а в целом работа открывает путь к созданию экологически чистых и самообеспечивающих энергией сенсорных сетей, отметил эксперт.
Перовскитные фотоэлементы смогут заменить вредные и сложно перерабатываемые батарейки, которые используются только один раз. У аккумуляторов, например в смартфоне, тоже есть существенный минус — их нужно регулярно заряжать. На замену батареек и подзарядку аккумуляторов различных датчиков тратится очень много ресурсов, особенно когда их тысячи в одной системе.
«В дальнейшем мы планируем разработать фотоэлемент, интегрированный с суперконденсатором в виде единого устройства», — рассказала руководитель проекта, научный сотрудник Центра энергетических технологий «Сколтеха» Александра Болдырева.
Кремний — не конкурент
Перовскит относится к титанату кальция, имеет кристалическую структуру и используется для создания солнечных батарей. Он был впервые найден в России — на Урале, в середине XIX века. Название минерал получил в честь Льва Перовского, основателя Русского географического общества.
По словам Макарова, ключевое преимущество перовскитной фотовольтаики раскрывается в условиях низкой освещенности, где традиционные кремниевые фотоэлементы имеют крайне низкую эффективность. Перовскит имеет реальные преимущества перед кремнием благодаря сильному поглощению и низким концентрациям дефектов, добавил заведующий лабораторией перспективной солнечной энергетики Университета МИСИС Данила Саранин.
Около 80% мирового рынка компактных солнечных батарей для применения в условиях низкой освещенности занимают Solems (Франция), Panasonic (Япония) и Putian Weite Electronics (Китай), указано на сайте «Сколтеха». Он производят батареи на основе аморфного кремния. Российская разработка превзойдет их по характеристикам, а ее промышленное производство будет еще и заметно дешевле.
Короткая ссылка
