Тени часто связывается с темнотой и неопределенностью. Теперь, исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) дают тени что-то позитивное, демонстрируя способ использования этой общей, но часто упускается из виду оптический эффект для получения электроэнергии. Эта новая концепция открывает новые подходы в создании «зеленой» энергии при комнатном освещении для силовой электроники.
Команда из СГУ кафедры материаловедения и инженерии, а также СГУ кафедры физики создали устройство, называемое тень-эффект генератор энергии (СЕГ), который использует контраст в освещенности между освещенными и затененными областями для выработки электроэнергии. Их прорывные исследования сообщается в научном журнале энергетика и экологические науки на 15 апреля 2020 года.
«Тени вездесущи, и мы часто принимаем их как должное. В обычных фотогальванических и оптоэлектронных применений, где постоянный источник света используется для питания устройств, наличие теней нежелательно, так как это ухудшает производительность устройства. В данной работе мы использовали контрастное освещение, вызванных тени в качестве косвенного источника питания. Контраст в освещенности вызывает разность напряжений между затененной и освещенной секции, в результате чего электрический ток. Эта новая концепция сбора энергии в присутствии теней является беспрецедентным», — пояснил руководитель исследовательской группы профессор Тан Сви Чин из Департамента НУК материаловедения и инженерии.
Мобильных электронных устройств, таких как умные телефоны, умные очки и электронные часы требуют эффективного и бесперебойного электроснабжения. Поскольку эти устройства носить как в помещении, так и на открытом воздухе, пригодный для носки источников энергии, которые могли использовать рассеянный свет может повысить эффективность этих устройств. В то время как коммерчески доступных солнечных батарей может выполнять эту роль в открытой среде, их энергии эффективность значительно падает при комнатных условиях, где тени стойкие. Этот новый подход, чтобы очистить энергию от освещения и тени, связанные с низкой интенсивности света для того чтобы увеличить эффективность сбора энергии является интересной и своевременной.
Для решения этой технологической задачи, НУК команда разработала недорогой, легко изготовить СЕГ выполнять две функции: (1) для преобразования освещения отличие от частичной тени отливок в электроэнергии, и (2) служит автономным питанием датчик для контроля прохождения объектов.
Генерация электроэнергии с помощью тени-эффект’
В SEG состоит из набора СЕГ ячеек, расположенных на гибкой и прозрачной пластиковой пленкой. Каждый СЕГ клетки тонкой пленки золота, нанесенной на кремниевую пластину. Тщательно продуманный, на СЕГ могут быть изготовлены с меньшими затратами по сравнению с коммерческой кремниевых солнечных элементов. Затем команда провела эксперименты, чтобы проверить эффективность Сэг в генерации электроэнергии и в качестве автономного датчика.
«Когда весь СЕГ ячейки при освещении или в тени, количество вырабатываемой электроэнергии очень низкое или вообще никакого. Когда часть СЕГ клетка горит, обнаружил значительный электрический выход. Мы также нашли, что оптимальная площадь для производства электроэнергии-это когда половина СЕГ клетка освещена, а другая половина в тени, так как это дает достаточную площадь для начисления поколения и коллекция соответственно», — сказал со-руководитель группы профессор Эндрю дите, кто из СГУ физический факультет.
На основе лабораторных экспериментов, в команде четыре ячейки СЕГ в два раза эффективнее по сравнению с коммерческих кремниевых солнечных элементов, под влиянием меняющихся теней. Собирают энергию от СЕГ в присутствии тени, созданные при комнатном освещении, достаточно для питания цифровые часы (т. е. 1,2 в).
Кроме того, команда показала, что СЕГ может служить в качестве автономного датчика для мониторинга движущихся объектов. Когда объект проходит мимо СЕГ, он отбрасывает прерывистой тени на устройстве и запускает датчик для записи наличия и движения объекта.
К низкой стоимости и более функциональные
Шесть членов команды потребовалось четыре месяца, чтобы концептуализировать, разрабатывать и совершенствовать работу устройства. На следующем этапе исследования, команда НУС будем экспериментировать с другими материалами, кроме золота, чтобы снизить стоимость СЕГ.
Исследователи НУС также смотрят на развитие автономным питанием датчики универсальные функциональные возможности, а также носки сегментов, прикрепленных к одежде для сбора энергии во время нормальной повседневной деятельности. Другим перспективным направлением исследований является разработка недорогого сегмента панелей для эффективного сбора энергии от внутреннего освещения.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!