國外研發(fā)用于物聯(lián)網(wǎng)傳感器的新型室內(nèi)太陽能電池

何娜

摘 要：近日，由烏普薩拉大學(xué)化學(xué)系助理教授Marina Freitag領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了新的室內(nèi)光伏電池，該電池可以將高達(dá)34%的可見光轉(zhuǎn)化為電能，從而為物聯(lián)網(wǎng)傳感器供電。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)傳感器;太陽能電池

在我們未來的生活中，大多數(shù)事物都將通過互聯(lián)網(wǎng)連接，設(shè)備和傳感器可在沒有電線或電池的情況下運(yùn)行。在《化學(xué)科學(xué)》上的一篇文章中，烏普薩拉大學(xué)的研究人員介紹了一種新型染料敏化太陽能電池，該電池可從室內(nèi)燈具中收集光能。

據(jù)估計(jì)，到2025年，我們生活的許多方面將通過750億個(gè)IoT設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中大部分位于室內(nèi)。根據(jù)此類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝要求，這些設(shè)備將變得更加自動化，這意味著它們不再需要電池或電網(wǎng)連接即可運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是確定可以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供本地電源的低維護(hù)能源。

目前，由烏普薩拉大學(xué)化學(xué)系助理教授Marina Freitag領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了新的室內(nèi)光伏電池，該電池可以將高達(dá)34%的可見光轉(zhuǎn)化為電能，從而為物聯(lián)網(wǎng)傳感器供電。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于銅復(fù)合電解質(zhì)的新型染料敏化光伏電池，該電池殼從熒光燈和LED中收集室內(nèi)光。染料敏化太陽能電池或成為環(huán)境照明條件下功率轉(zhuǎn)換效率的領(lǐng)先者，優(yōu)于用傳統(tǒng)的硅和外來材料制成的太陽能電池。這項(xiàng)研究有望徹底改變智能溫室、辦公室、貨架、包裹和許多其他物聯(lián)網(wǎng)智能用品的室內(nèi)數(shù)字傳感。

研究人員說：“了解這些光源的光譜后，就可以調(diào)節(jié)特殊的染料來吸收室內(nèi)的光。在產(chǎn)生大量能量的同時(shí)，這些室內(nèi)光伏電池還可以在弱光下保持高壓，這對于為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電非常重要。”

通過與慕尼黑工業(yè)大學(xué)合作，研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)了適用于太陽能的物聯(lián)網(wǎng)傳感器自適應(yīng)“電源管理”系統(tǒng)。與受電池限制的同類產(chǎn)品相比，光驅(qū)設(shè)備可以智能地從可用光量中獲取能量。計(jì)算工作量根據(jù)照明級別執(zhí)行，可最大程度減少存儲過程中的能量損失，從而最大限度地利用光能。太陽能電池系統(tǒng)將人工智能和自動學(xué)習(xí)相結(jié)合，以減少能源消耗，此舉將有助于改善人們的生活條件。

未來，科學(xué)家預(yù)計(jì)，數(shù)十億個(gè)由室內(nèi)太陽能電池自供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將提供從環(huán)境信息到人機(jī)和機(jī)機(jī)通信的所有內(nèi)容。這種先進(jìn)的傳感器可以進(jìn)一步增強(qiáng)當(dāng)前正在開發(fā)的機(jī)器人技術(shù)和自治系統(tǒng)。

弗賴塔格說，“環(huán)境光采集器提供了新一代自供電和智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備由大量未開發(fā)的能源驅(qū)動。高效、低成本與室內(nèi)光伏無毒材料的結(jié)合對物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。”