Команда дослідників з Університетського коледжу Лондона створила новий тип сонячних елементів, які здатні ефективно збирати енергію з кімнатного освітлення. Цей прорив у технологіях може відкрити шлях до безбатарейної електроніки — від клавіатур і сигналізацій до різноманітних сенсорів, які працюватимуть завдяки світлу, вже наявному в наших оселях і офісах.
Результати дослідження були опубліковані 30 квітня в журналі Advanced Functional Materials. 1
Ключ до успіху — у використанні перовськіту, перспективного матеріалу, який поступово витісняє традиційний кремній із сонячних технологій. Перовськіт набагато краще поглинає слабке, розсіяне світло, характерне для внутрішніх приміщень, що робить його ідеальним для роботи не на відкритому сонці, а в кімнаті.
За словами професора Моджтаби Абді-Джалебі, одного з авторів дослідження, нові елементи виявилися у шість разів ефективнішими за кремнієві аналоги при зборі енергії в закритому приміщенні.
«Мільярди пристроїв, що споживають мізерну кількість енергії, зараз покладаються на батарейки — це невиправдано і шкодить довкіллю. Наші елементи можуть стати більш сталим і дешевим рішенням», — каже Джалебі.
Попри очевидні переваги, перовськіт має серйозний недолік: він нестійкий до часу і зовнішніх впливів. Основна причина — наявність мікродефектів у кристалічній структурі, так званих «пасток», у яких «застрягають» електрони. Це не лише зменшує ефективність генерації струму, а й прискорює деградацію матеріалу.
Щоб подолати цю проблему, команда застосувала кілька хімічних рішень. Одним із ключових стало використання хлориду рубідію, який сприяв рівномірнішому зростанню кристалів і зменшив кількість дефектів. Також застосовано органічні солі — DMOAI та PEACl, які стабілізували іонну структуру матеріалу й запобігли її руйнуванню з часом.
Після усунення дефектів нові сонячні елементи змогли перетворити 37,6% кімнатного світла (при освітленості 1000 люкс — як у яскраво освітленому офісі) на електроенергію. До того ж, протягом 100 днів експлуатації елементи зберегли 92% своєї продуктивності, тоді як контрольні зразки без модифікацій — лише 76%.
Ці показники роблять нові елементи не лише потужними, а й довговічними — ключовими вимогами для широкого впровадження в побутові пристрої.
Професор Джалебі підтвердив, що команда вже веде переговори з промисловими партнерами щодо масштабування та комерційного використання технології.
«Перовськіт — це дешевий, доступний матеріал, який можна обробляти простими методами. Ми буквально можемо друкувати ці сонячні елементи так само, як газети», — каже він.
Якщо ця технологія отримає широке впровадження, майбутнє побутових та промислових гаджетів може стати набагато екологічнішим — без батарейок та відходів.
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
