Wewnętrzne źródła energii fotowoltaicznej na ultracienkich, krzywych podłożach mogą potencjalnie ułatwić czujniki, elektronikę i wiele innych.

Trwa już rewolucja, która obejmuje opracowanie autonomicznych czujników bezprzewodowych, elektroniki użytkowej o niskiej mocy, inteligentnych domów, domotyki i Internetu przedmiotów.

 fotowoltaika warszawa

Wszystkie te elementy wymagają wydajnych i łatwych do zintegrowania urządzeń do pozyskiwania energii ze względu na ich moc. W nadchodzących dziesięcioleciach spodziewane jest zainstalowanie miliardów czujników bezprzewodowych w środowiskach wewnętrznych.
Wewnętrzne źródła energii fotowoltaicznej (PV) na ultracienkich, krzywych podłożach mogą potencjalnie ułatwić te innowacje technologiczne, jeśli będą w stanie zapewnić wystarczającą ilość energii elementom elektronicznym, pozostając jednocześnie niewielkimi, wygodnymi i ekonomicznymi.
Ten rodzaj zasilania energią wyeliminuje potrzebę stosowania akumulatorów (których wymiana powoduje koszty i pracę) i zapewni bezproblemową integrację.
Ogniwa fotowoltaiczne muszą być opracowane na cienkich, elastycznych podłożach, które mogą zapewnić doskonałą wydajność w sztucznym oświetleniu wewnętrznym z widmami i poziomami oświetlenia występującymi głównie w domach, sklepach i biurach (tj. 100-500 luksów).
Wartości te są od 2 do 3 rzędów wielkości niższe niż te znalezione na zewnątrz pod słońcem (i które są stosowane jako standardowe warunki testowe dla typowych ogniw słonecznych). Międzynarodowy zespół z badaczami z 3 krajów opublikował wyniki swojego projektu w artykule w Cell Reports Physical Science, czasopiśmie Cell Press, który podkreśla postęp osiągnięty w realizacji tych celów.
Członkowie zespołu pochodzą z CHOSE (Centrum Hybrydowej i Organicznej Energii Słonecznej), Wydziału Inżynierii Elektronicznej Uniwersytetu Rzymskiego - Tor Vergata, z Hydro Engineering and Agricultural Development Research Group (GHIDA), Wydział Inżynierii, Universidad Surcolombiana, Neiva , Kolumbia oraz z Instytutu Fraunhofera ds. Elektroniki organicznej, wiązki elektronów i technologii plazmowej FEP z Drezna, Niemcy.
Podają, że wytwarzanie energii elektrycznej w pomieszczeniach odbywa się za pomocą elastycznych ogniw perowskitowych (PSC) wytwarzanych na ultracienkich podłożach powlekanych ITO (tlenek cyny indu) z cienkim, elastycznym szklanym podłożem (FG) o doskonałej przepuszczalności (> 80%), oporności arkusza (13) Ω / kwadrat) i podatności na zginanie, przekraczając 1600 procedur gięcia przy krzywiznie 20,5 mm.
Zoptymalizowali ogniwa fotowoltaiczne z perowskitu na ultracienkim elastycznym szkle, wprowadzając mezoporowate rusztowanie nad kompaktowymi warstwami SnO2, zapewniając duży skok wydajności, osiągając 20,6% (gęstość mocy 16,7 μW / cm2) i 22,6% (35,0 μW / cm2) poniżej Oświetlenie LED 200 i 400 luksów.
Uzyskane wydajności reprezentują najwyższe zgłoszone dla każdej technologii ogniw fotowoltaicznych wewnątrz pomieszczeń, która jest elastyczna i zakrzywiona, a także przewyższają o 60-90% margines wcześniejszych najlepiej działających ogniw fotowoltaicznych perowskitowych na elastycznych podłożach.
Specyficzne moce w watach dostarczane na gram masy (W / g) są o 40–55% wyższe niż ich odpowiedniki na plastikowych foliach PET i są o rząd wielkości większe niż na twardym szkle.
Liczby te podkreślają potencjał bezproblemowej integracji tych ultracienkich i ultralekkich urządzeń energetycznych z wewnętrznymi elementami elektronicznymi.
Wszystkie aktywne warstwy ogniw fotowoltaicznych perowskitu zostały osadzone w niskiej temperaturze i przy użyciu roztworu, co oznacza, że wytwarzanie urządzeń typu roll-to-roll na ultracienkim elastycznym szkle może być realizowane nie tylko dla warstwy ITO, ale także dla wszystkich innych techniki drukowania w przyszłości.
Ponadto szkło, nawet w swojej elastycznej formie, tworzy wyjątkowo skuteczną barierę przenikania dla gazów, o których wiadomo, że degradują materiały perowskitowe, przyczyniając się do tego, że ten typ technologii jest głównym kandydatem jako kluczowe źródło zasilania dla elektroniki wnętrz w przyszłości.