Прорив у науці: розроблено сонячні батареї, що живлять електроніку від штучного світла

22 серпня 2025 р. 15:46

22 серпня 2025 р. 15:46

Міжнародна команда вчених на чолі з дослідниками з Університетського коледжу Лондона (UCL) розробила нове покоління сонячних елементів на основі перовскіту, здатних ефективно збирати енергію від внутрішнього освітлення. Цей прорив може зробити багато пристроїв, таких як клавіатури, датчики, пульти дистанційного керування та сигналізації, повністю незалежними від батарей. Про це пише «Главком» із посиланням на Tech Xplore.

«Міжнародна команда під керівництвом дослідників з UCL розробила нові довговічні сонячні елементи, здатні ефективно збирати енергію з внутрішнього освітлення, а це означає, що такі пристрої, як клавіатури, пульти дистанційного керування, сигналізації та датчики, незабаром можуть бути без батарейок», – йдеться у матеріалі.

Особливістю нових фотоелементів є матеріал перовскіт, який, на відміну від традиційного кремнію, можна налаштувати для поглинання специфічних довжин хвиль штучного світла. Дослідники заявляють, що їхні розробки приблизно в шість разів ефективніші, ніж найкращі комерційні аналоги для використання в приміщеннях.

«Однак головним недоліком перовскіту є те, що він містить крихітні дефекти у своїй кристалічній структурі, відомі як пастки, які можуть призвести до «застрягання електронів» до того, як їхню енергія вдасться використати. Ці дефекти не лише переривають потік електрики, але й сприяють деградації матеріалу з часом», – пише видання.

У дослідженні, опублікованому в журналі Advanced Functional Materials, команда описує, як вони використовували комбінацію хімічних речовин для зменшення цих дефектів, що потенційно робить перовскітні сонячні панелі життєздатними для використання в приміщенні.

У лабораторних тестах нові сонячні елементи показали рекордну ефективність, перетворюючи 37,6% внутрішнього світла (1000 люкс – яскравість, порівнянна з добре освітленим офісом) на електроенергію. Крім того, вони виявилися значно довговічнішими за інші прототипи, зберігаючи 76% своєї продуктивності після 300 годин інтенсивного освітлення при 55 °C.

Автор дослідження, доктор Моджтаба Абді Джалебі, доцент Інституту досліджень матеріалів UCL, сказав: «Мільярди пристроїв, які потребують невеликої кількості енергії, залежать від заміни батарейок – це нестійка практика. Їхня кількість тільки зростатиме із розвитком людства. Наразі сонячні елементи, що збирають енергію з внутрішнього освітлення, є дорогими та неефективними. Наші спеціально розроблені перовскітні сонячні елементи для приміщень можуть збирати набагато більше енергії, ніж комерційні елементи, і є більш довговічними, ніж інші прототипи. Це прокладає шлях для електроніки, яка живиться від навколишнього світла, яке вже присутнє в нашому житті».

За словами вчених, ця технологія може суттєво зменшити кількість електронних відходів, пов'язаних з утилізацією мільярдів батарей, і відкриває шлях до створення «розумних» пристроїв, що живляться виключно від навколишнього світла.

Нагадаємо, інженери Королівського Мельбурнського технологічного інституту (RMIT) здійснили прорив, розробивши новий титановий сплав для 3D-друку, який значно міцніший та приблизно на 30% дешевший за чинний промисловий стандарт. Ця інновація може суттєво вплинути на аерокосмічну та медичну галузі.

Політика