国外研发用于物联网传感器的新型室内太阳能电池

何娜

摘 要：近日，由乌普萨拉大学化学系助理教授Marina Freitag领导的研究小组开发了新的室内光伏电池，该电池可以将高达34%的可见光转化为电能，从而为物联网传感器供电。

关键词：物联网传感器;太阳能电池

在我们未来的生活中，大多数事物都将通过互联网连接，设备和传感器可在没有电线或电池的情况下运行。在《化学科学》上的一篇文章中，乌普萨拉大学的研究人员介绍了一种新型染料敏化太阳能电池，该电池可从室内灯具中收集光能。

据估计，到2025年，我们生活的许多方面将通过750亿个IoT设备进行调节，其中大部分位于室内。根据此类物联网设备的安装要求，这些设备将变得更加自动化，这意味着它们不再需要电池或电网连接即可运行。实现这一目标的关键是确定可以为物联网设备提供本地电源的低维护能源。

目前，由乌普萨拉大学化学系助理教授Marina Freitag领导的研究小组开发了新的室内光伏电池，该电池可以将高达34%的可见光转化为电能，从而为物联网传感器供电。该团队设计了一种基于铜复合电解质的新型染料敏化光伏电池，该电池壳从荧光灯和LED中收集室内光。染料敏化太阳能电池或成为环境照明条件下功率转换效率的领先者，优于用传统的硅和外来材料制成的太阳能电池。这项研究有望彻底改变智能温室、办公室、货架、包裹和许多其他物联网智能用品的室内数字传感。

研究人員说：“了解这些光源的光谱后，就可以调节特殊的染料来吸收室内的光。在产生大量能量的同时，这些室内光伏电池还可以在弱光下保持高压，这对于为物联网设备供电非常重要。”

通过与慕尼黑工业大学合作，研究人员进一步设计了适用于太阳能的物联网传感器自适应“电源管理”系统。与受电池限制的同类产品相比，光驱设备可以智能地从可用光量中获取能量。计算工作量根据照明级别执行，可最大程度减少存储过程中的能量损失，从而最大限度地利用光能。太阳能电池系统将人工智能和自动学习相结合，以减少能源消耗，此举将有助于改善人们的生活条件。

未来，科学家预计，数十亿个由室内太阳能电池自供电的物联网设备将提供从环境信息到人机和机机通信的所有内容。这种先进的传感器可以进一步增强当前正在开发的机器人技术和自治系统。

弗赖塔格说，“环境光采集器提供了新一代自供电和智能物联网设备，这些设备由大量未开发的能源驱动。高效、低成本与室内光伏无毒材料的结合对物联网的可持续发展至关重要。”