Новая технология: бытовые гаджеты смогут работать без батареек

Ученые разработали новый тип солнечных элементов на основе перовскита, способных работать от окружающего света в помещении. Эта технология может однажды позволить бытовым гаджетам обходиться без батареек.

Согласно данным, опубликованным в журнале Advanced Functional Materials, ученые создали перовскитные солнечные элементы, которые могут накапливать энергию из света в помещении. Это открытие открывает путь для создания электроники, работающей на окружающем освещении. Устройства, такие как клавиатуры, будильники и датчики, однажды смогут функционировать без батареек.

Эти новые элементы показывают значительные преимущества по сравнению с традиционными кремниевыми панелями. В частности, они в шесть раз эффективнее, поскольку перовскит лучше поглощает рассеянный свет меньшей мощности.

«Миллиарды устройств, потребляющих небольшое количество энергии, зависят от замены батарей — это нерациональная практика. Это число будет расти по мере развития Интернета вещей», — заявил соавтор исследования Моджтаба Абди Джалеби, доцент Института открытия материалов при Лондонском университетском колледже. Он отметил, что в долгосрочной перспективе перовскитные солнечные элементы являются более устойчивой и экономически эффективной альтернативой батареям.

Несмотря на перспективность, у перовскита есть свои недостатки, в первую очередь - проблемы со стабильностью и долговечностью. Основная причина - это «ловушки», микроскопические дефекты в кристаллической структуре, которые препятствуют потоку электронов и ускоряют деградацию материала. Для борьбы с этой проблемой исследователи использовали комбинацию химических веществ, в том числе хлорид рубидия, чтобы сделать кристаллы более однородными и уменьшить количество дефектов.

«Солнечный элемент с этими крошечными дефектами похож на разрезанный на кусочки пирог. Благодаря сочетанию различных стратегий мы собрали этот пирог заново, что позволило заряду легче проходить через него», — пояснил ведущий автор исследования Симин Хуан.

Результаты оказались впечатляющими: новые солнечные элементы преобразовывали 37.6% света в электричество при освещении в 1000 люкс, что сопоставимо с хорошо освещенным офисным помещением. Их долговечность также улучшилась — после 100 дней они сохраняли 92% своей эффективности, в то время как контрольное устройство без модификаций — всего 76%. По словам Джалеби, команда уже ведет переговоры с представителями отрасли для масштабирования и коммерческого внедрения технологии.

Источник: Live Science

#Наука #Технологии #Электроника #Энергия #Исследование