Іспанці створили «всепогодну» сонячну панель — вона працює як від світла, так і від крапель дощу

Іспанські вчені з Інституту матеріалознавства та технологій (ICMS) у Севільї розробили незвичайну гібридну сонячну батарею на основі перовскита, здатну одночасно перетворювати на електрику як сонячне випромінювання, так і енергію падаючих крапель дощу. Технологія поєднує класичний фотоелектричний ефект для сонячного світла з трибоелектричним ефектом для дощових крапель. По суті, це всепогодні рішення.

Джерело зображення: pv-magazine

Основна ідея лежить на поверхні і полягає у створенні багатофункціонального пристрою, який найефективніше працює в непостійних погодних умовах, особливо в регіонах з частими опадами. У конструкції батареї використовується перовскітний шар для генерації енергії від сонця, а зверху наноситься тонкий фторований полімерний шар CFₓ, що має одразу кілька важливих властивостей: високу прозорість (більше 90 %), гідрофобність і здатність до трибоелектричної генерації.

Цей захисний шар, осаджуваний при кімнатній температурі у вакуумі за допомогою плазмового напилення, захищає чутливий перовскіт від вологи, одночасно дозволяючи збирати енергію при ударі крапель. Коли крапля дощу вдаряється об поверхню і відділяється, виникає контакт і розподіл зарядів між матеріалами, що генерує електричний імпульс.

Експериментальні зразки продемонстрували фотоелектричний ККД на рівні 17,9 %. Трибоелектрична частина пристрою показала вражаючі характеристики: напруга холостого ходу до 110 В на одну краплю і максимальна щільність потужності близько 4 мВт/м². У гібридному режимі при освітленості, що становить половину яскравості сонця (500 Вт/м²), досягалася щільність струму короткого замикання 11,6 мА/м², а пікове напруження від крапель становило до 12 В. Дослідники також створили демонстратор, у якому гібридна батарея заряджала суперконденсатор і живила світлодіодну стрічку через перетворювач.

Розробка, виконана в рамках проектів 3DScavengers і Drop Ener за підтримки Європейської дослідницької ради та фонду Next Generation, відкриває перспективи для створення більш універсальних сонячних панелей. Хоча основний внесок у генерацію все ще забезпечує сонячне світло, додаткова енергія від дощу прискорює зарядку накопичувачів у похмуру погоду. Проте масштабування технології за межі лабораторних прототипів залишається складним завданням і вимагає подальших досліджень.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки