Нова технологія позбавить мільярди пристроїв від необхідності в акумуляторах і батарейках

Як працює нова технологія?

Епоха постійної заміни батарейок у дрібній побутовій електроніці може незабаром завершитися завдяки проривній розробці вчених, які створили нові сонячні елементи, здатні ефективно працювати в умовах штучного освітлення. Ця технологія має потенціал живити мільярди пристроїв, таких як комп'ютерні клавіатури, системи сигналізації та різноманітні сенсори, використовуючи лише світло від лампи у вашій кімнаті, пише 24 Канал з посиланням на Advanced Functional Materials.

В основі інновації лежить використання перовскіту – матеріалу, який вже знаходить застосування в сонячній енергетиці, але має значні переваги над традиційними кремнієвими панелями, коли йдеться про поглинання розсіяного світла низької потужності, характерного для приміщень. Дослідження показало, що нові перовскітові елементи виявилися в шість разів ефективнішими за свої кремнієві аналоги за таких умов.

Попри перспективність, перовскіт має суттєві недоліки, пов'язані зі стабільністю та довговічністю. Головною проблемою є так звані "пастки" – мікроскопічні дефекти у кристалічній структурі матеріалу. Ці вади заважають вільному руху електронів, не дозволяючи ефективно збирати енергію. Ба більше, вони прискорюють деградацію самого матеріалу з часом.

Щоб подолати цю перешкоду, дослідники застосували спеціальну комбінацію хімічних речовин.

• Вони використали хлорид рубідію для сприяння більш однорідному росту кристалів перовскіту, що зменшило щільність "пасток".
• Також були додані дві органічні солі амонію, які стабілізували іони йодиду та броміду, запобігаючи їхньому роз'єднанню та вирішуючи проблему довготривалого зниження продуктивності.

Один із провідних авторів дослідження порівняв цей процес із тим, як розрізаний на шматки торт збирають знову в єдине ціле, щоб заряд міг легше проходити крізь нього.

Після усунення дефектів сонячні елементи змогли перетворювати 37,6% кімнатного світла на електрику при освітленні в 1000 люкс, що еквівалентно добре освітленому офісу. Значно покращилась і довговічність: пристрої зберегли 92% своєї початкової продуктивності протягом 100 днів тестування. Для порівняння, контрольний зразок без хімічної обробки зберіг лише 76% ефективності.

Представники команди розробників зазначають, що перовскітові сонячні елементи є більш стійкою та економічно вигідною альтернативою батарейкам, кількість яких тільки зростатиме з розвитком інтернету речей. Перевага цієї технології полягає в її низькій вартості, оскільки вона використовує поширені на Землі матеріали та прості методи обробки. Їх можна друкувати так само легко, як газети.

Наразі команда веде переговори з представниками промисловості для обговорення стратегій масштабування та комерційного впровадження розробки.