Генерация электроэнергии за счет разности света и тени

Согласно лабораторным данным, устройство оказалось в два раза эффективнее по сравнению с коммерческими кремниевыми солнечными батареями

Исследователи NUS продемонстрировали метод получения электричества за счет разности света и тени. Эта концепция открывает альтернативный подход в производстве чистой энергии в условиях внутреннего освещения помещений.

Они создали устройство, которое назвали «генератором энергии с теневым эффектом» (SEG). Оно использует контраст между освещенными и затененными областями. Исследование опубликовано в научном журнале Energy & Environmental Science.

«Тени присутствуют везде, и это воспринимается как должное. В обычных фотоэлектрических или оптоэлектронных устройствах, где используется постоянный источник света, присутствие теней нежелательно, поскольку они ухудшают рабочие характеристики оборудования. В представленной работе был использован контраст освещенности в качестве косвенного источника энергии. Он создает разницу напряжения между затененным и освещенным участками, в результате чего возникает электрический ток. Эта новая концепция сбора энергии беспрецедентна».

Мобильные электронные устройства, такие как смартфоны, умные очки и электронные часы, требуют эффективного и бесперебойного питания. Поскольку эти устройства используются как в помещении, так и на улице, носимые источники питания, которые могут использовать окружающий свет, могут повысить их универсальность.

Для решения этой технологической задачи была разработана недорогая и простая в изготовлении конструкция, выполняющая две функции:

Генерирование электричества с использованием «теневого эффекта»

SEG содержит набор ячеек, расположенных на гибкой и прозрачной пластиковой пленке. Каждая ячейка представляет собой тонкую пленку золота, нанесенную на кремниевую пластину.

При должной разработке конструкции и технологии изготовления SEG может быть доступен по более низкой цене по сравнению с коммерческими кремниевыми солнечными батареями.

«Когда вся ячейка SEG находится под освещением или в тени, количество генерируемой электроэнергии очень мало или вообще отсутствует. Когда только часть ячейки освещена светом той же интенсивности, появляется значительный электрический ток. Оптимальная площадь поверхности для выработки электроэнергии - половина ячейки освещена, а другая половина в тени».

Согласно лабораторным данным, устройство оказалось в два раза эффективнее по сравнению с коммерческими кремниевыми солнечными батареями. Собранной энергии хватает для питания цифровых часов (1,2 В).

Было показано, что SEG может питать автономный датчик для мониторинга движущихся объектов. Когда объект проходит мимо SEG, он бросает прерывистую тень на устройство и датчик начинает реагировать.

Источник: NUS. https://doi.org/10.1039/D0EE00825G