Генерирование электричества из теней

Использование «теневого эффекта» для выработки электроэнергии.

Тень – это темная область, где непрозрачный объект блокирует свет от источника света. Ученые открыли новый способ использования этого оптического эффекта для выработки электроэнергии. Ученые из NUS Materials Science and Engineering, а также из NUS Physics разработали устройство, называемое генератором энергии теневого эффекта (SEG), которое использует контраст в освещении между освещенными и затененными областями для выработки электроэнергии.

Руководитель исследовательской группы, профессор Тан Су Чинг из NUS Materials Science and Engineering, сказал: «Тени вездесущи, и мы часто принимаем их как должное. В обычных фотоэлектрических или оптоэлектронных приложениях, где для питания устройств используется постоянный источник света, присутствие теней нежелательно, поскольку оно ухудшает рабочие характеристики устройств. В этой работе мы использовали контраст освещения, вызванный тенями. Контраст в освещении вызывает разницу напряжения между теневым и освещенным участками, в результате чего возникает электрический ток. Эта новая концепция сбора энергии в присутствии теней является беспрецедентной».

Этот недавно разработанный SEG выполняет две функции: (1) преобразовывать контраст освещения от частичных отбрасываний теней в электричество и (2) служить датчиком приближения с автономным питанием для наблюдения за проходящими объектами.

Он состоит из набора ячеек SEG, которые расположены в гибкой и прозрачной пластиковой пленке. Каждая часть представляет собой тонкую пленку золота, нанесенную на кремниевую пластину. Тщательно разработанный, SEG может быть создан по более низкой цене по сравнению с солнечными батареями. Затем команда провела эксперименты, чтобы проверить производительность SEG в производстве электроэнергии и в качестве датчика с автономным питанием.

Профессор Эндрю Ви из NUS Physics сказал: «Когда вся ячейка SEG находится под освещением или в тени, количество генерируемой электроэнергии очень мало или совсем отсутствует. Когда часть ячейки SEG освещена, обнаруживается значительный электрический выход. Мы также обнаружили, что оптимальная площадь поверхности для выработки электроэнергии – это когда половина ячейки SEG освещена, а другая половина в тени, поскольку это дает достаточно места для генерации и сбора заряда, соответственно».

В ходе экспериментов ученые обнаружили, что этот SEG вдвое эффективнее существующих кремниевых солнечных элементов. Собранной энергии от SEG в присутствии теней, создаваемых в условиях внутреннего освещения, достаточно для питания цифровых часов.

Кроме того, этот SEG может действовать как датчик с автономным питанием для мониторинга движущихся объектов. Когда объект проходит мимо SEG, он бросает прерывистую тень на устройство и запускает датчик для регистрации присутствия объекта. В будущих исследованиях ученые будут экспериментировать с другими материалами, помимо золота, чтобы снизить стоимость SEG.

DOI: 10.1039 / D0EE00825G

Вас также может заинтересовать:

Разработано прозрачное окно, которое собирает солнечную энергию