Новый тип энергетических фотоячеек для питания техники от Солнца и бытовых источников света предложили ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ "МИСиС") совместно с коллегами из Италии. По словам авторов, фотоэлементы будут способны 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 для интернета вещей, по словам ученых, требует автономных источников энергии 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 рядом уникальных свойств, активно используемых 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 основе планарных перовскитных фотоэлементов. Однако, по словам ученых НИТУ "МИСиС", у них есть ряд недостатков – затратность производства, ощутимые энергопотери и снижение максимальной мощности при непрерывной работе.
Команда молодых ученых 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.
Такой мощности хватит не только для мелких датчиков, но и для наушников или беспроводной клавиатуры, отметили ученые. 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.
В исследовании принимали участие специалисты Римского университета Тор Вергаты (Италия).