Бытовое искусственное освещение не сравнить с естественным солнечным светом – обычный уровень освещенности в офисах и магазинах лежит в диапазоне 100-500 люкс, тогда как в солнечный полдень на улице можно получить 110 000 люкс и больше. Но и этот тусклый свет, который уже выполнил свою функцию и осветил помещение, можно дополнительно использовать для выработки энергии. Для этого команда ученых из Университета Tor Vergata в Риме, Universidad Surcolombiana и Института Фраунгофера разработала новый тип гибких фотоэлементов на основе перовскита.
Минерал перовскит, он же титанат кальция, который в 2013-ом занесли в ТОП-10 прорывов года, обладает природной атомарной структурой, идеально подходящей для поглощения света. Он наносится на подложки из ультратонкого стекла с добавлением оксида индия и олова, в результате чего получаются гибкие, компактные и очень эффективные фотогальванические элементы для слабого освещения. А точнее, самые эффективные на сегодня – их КПД составляет не менее 20 %.
Большинство фотоэлектрических элементов для закрытых помещений имеют КПД ниже 10%, и хотя отдельные разработки показывают более 26 % – но только при освещенности от 1000 люкс. Перовскитные модули в экспериментах достигли уровня 20,6 % при 200 люкс и 22,6 % при 400 люкс. Не стоит ждать от них большой плотности мощности, при 200 люксах она достигает 16,7 мкВт/см2, а при 400 люкс – 35 мкВт. Это уровень энергопотребления простых сенсоров, но не бытовых приборов.
Больше всего интригует тот факт, что данная энергия – не просто бесплатная, а «вторичной пользы», так как работа фотоэлементов никак не влияет на первичную задачу, то есть освещение помещений. Получается, что мы извлекаем больше выгоды из уже затраченной энергии, что с учетом гибкости, дешевизны и простоты фотоэлементов может значительно изменить энергопотребление будущего «умного дома».
Читайте по теме. Перовскитовый слой поднял КПД солнечных элементов на треть
