近年來,物聯(lián)網(wǎng)無線設(shè)備和傳感器市場發(fā)展迅速,而為這些設(shè)備提供能源的是低功耗和功率約為1微瓦的自主能源,微小的鈣鈦礦光電池是其中的一種解決方案,即使在室內(nèi)燈光下充電也能保證能量儲備。鈣鈦礦光電池的效率約為25%,與半導(dǎo)體相當(dāng),但更容易制造。而鈣鈦礦是一種礦物,具有假立方晶體結(jié)構(gòu)和一些獨(dú)特的特性,廣泛用于能源領(lǐng)域。
鈣鈦礦光電池對光強(qiáng)度要求低,但它們有一些缺點(diǎn)——生產(chǎn)成本高、能量損失大和持續(xù)運(yùn)行期間最大功率會(huì)降低。MISIS未來太陽能實(shí)驗(yàn)室的科研人員使用氧化鎳納米粒子和結(jié)構(gòu),開發(fā)出一種新的平面光電池,簡化了生產(chǎn)技術(shù),降低了能量損失。
未來太陽能實(shí)驗(yàn)室研究員塔季揚(yáng)娜·克瑪利切娃稱,平面光電池如同三明治,由轉(zhuǎn)移負(fù)電荷的半導(dǎo)體、鈣鈦礦和轉(zhuǎn)移正電荷的半導(dǎo)體三層組成,改換導(dǎo)體類型,使用氧化鎳轉(zhuǎn)移正電荷,在光照度為400勒克司(即標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)照明)時(shí),其功率密度可達(dá)每平方厘米28.4微瓦,這是硅光電池功率密度的2.5倍。
塔季揚(yáng)娜·克瑪利切娃說,該功率不僅可以滿足為小型傳感器供電,也可以滿足為耳機(jī)或無線鍵盤供電,電池可在不影響性能的情況下輕松擴(kuò)展到10倍以上。據(jù)悉,除了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,新電池還可用于智能銀行卡、遙控器、家用電器、電腦鼠標(biāo)和鍵盤以及可穿戴電子產(chǎn)品。