ACS Applied Energy Materials: Разработаны солнечные батареи для помещений

Так называемый Интернет вещей — от домашних систем безопасности, подключенных к Wi-Fi, до умных унитазов — привносит персонализацию и удобство в работу устройств, помогающих управлять домом. Но вместе с ними приходят запутанные электрические шнуры или батареи, которые необходимо менять.

Теперь исследователи, представившие доклад в журнале ACS Applied Energy Materials, перенесли технологию солнечных батарей в помещение для питания «умных» устройств. Они показали, какие фотоэлектрические системы лучше всего работают при освещении холодными белыми светодиодами — распространенным типом освещения в помещениях.

Освещение в помещении отличается от солнечного света. Лампы накаливания более тусклые, чем солнце, а солнечный свет включает в себя ультрафиолетовое, инфракрасное и видимое излучение, в то время как лампы в помещениях обычно излучают свет из более узкой области спектра. Ученые нашли способы получения энергии из солнечного света с помощью фотоэлектрических солнечных панелей, однако эти панели не оптимизированы для преобразования света в помещении в электрическую энергию.

Некоторые фотоэлектрические материалы нового поколения, включая минералы перовскита и органические пленки, были протестированы при освещении помещений, однако неясно, какие из них наиболее эффективны для преобразования неестественного света в электричество; во многих исследованиях для тестирования фотоэлектрических панелей, изготовленных из разных материалов, использовались различные типы освещения помещений. Так, Ули Вюрфель и соавторы сравнили ряд различных фотоэлектрических технологий при одном и том же типе освещения в помещении.

Исследователи получили восемь типов фотоэлектрических устройств — от традиционного аморфного кремния до тонкопленочных технологий, таких как солнечные элементы с сенсибилизацией красителем. Они измерили способность каждого материала преобразовывать свет в электричество сначала под имитацией солнечного света, а затем под холодным белым светодиодным светом.

  • Фотоэлементы из фосфида галлия-индия показали наибольшую эффективность при освещении помещений, преобразовав в электричество почти 40% световой энергии.
  • Как и ожидали исследователи, эффективность галлийсодержащего материала при солнечном свете оказалась скромнее, чем у других тестируемых материалов, что объясняется его большой полосовой щелью.
  • Материал, называемый кристаллическим кремнием, показал наилучшую эффективность при солнечном свете, но среднюю — при освещении помещений.

Фосфид индия галлия пока не используется в коммерческих фотоэлементах, но данное исследование указывает на его потенциал за пределами солнечной энергетики, говорят исследователи. Однако они добавляют, что галлийсодержащие материалы дороги и не могут служить массовым продуктом для питания систем «умного дома».

В отличие от них перовскитовые минеральные и органические пленочные фотоэлементы менее дороги и не имеют проблем со стабильностью в условиях внутреннего освещения. Кроме того, в ходе исследования ученые установили, что часть световой энергии в помещении вырабатывает тепло, а не электричество — информация, которая поможет оптимизировать будущие фотоэлементы для питания устройств в помещениях.

09.11.2023


Подписаться в Telegram



Net&IT

Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр

В сериале Звездный путь: Следующее поколение к...

Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений
Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантов...

Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек

Еще один балл в пользу искусственного инт...

Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее

Несколько лет назад исследователи Массачу...

Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам
Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие...

PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить
PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить

Атанасиос С. Фокас рассматривает актуальный во...

Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания
Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания

В новом исследовании, опубликованном 18 декабр...

Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей
Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей

Искусственный интеллект, разработанный для&nbs...

Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности
Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности

Ученые Рочестерского университета разработали ...

Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта
Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюцио...

Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»

Стартовал отборочный этап Международного техно...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии
Зоологи выявили тенденцию к увеличению числа защитных роговых элементов на панцире морских черепах на острове Шри-Ланка
Российские ученые нашли способ повысить урожайность подсолнечника на 43% с помощью нового серосодержащего удобрения