Испанские учёные создали солнечную панель, которая вырабатывает электричество даже под дождём

Исследователи из Института материаловедения Севильи (ICMS, Испания) разработали гибридное устройство на основе перовскита – материала с особой кристаллической структурой, обеспечивающей эффективное преобразование солнечного света в электрическую энергию. Устройство способно одновременно генерировать электроэнергию как от солнечного света, так и от капель дождя. Разработка призвана решить одну из главных проблем солнечной энергетики – резкое падение выработки в пасмурную и дождливую погоду.

Как это работает?

Ультратонкая защитная пленка толщиной не более 100 нанометров (для сравнения: средний человеческий волос имеет толщину 80 000 нм), нанесенная на перовскитный солнечный элемент с помощью плазменной технологии.

Эта пленка выполняет сразу две функции:

• защищает химически чувствительную структуру перовскита от воздействия влаги и перепадов температуры, одновременно повышая поглощение света;
• работает как трибоэлектрическая поверхность – материал, преобразующий кинетическую энергию удара капли в электричество.

В лабораторных испытаниях одна капля дождя генерировала разность потенциалов до 110 В. Этого достаточно для питания небольшого портативного устройства.

Традиционные солнечные панели эффективно работают только при солнечной погоде. В регионах с длительными дождями или частой облачностью это существенно ограничивает их использование и энергетическую независимость систем.

Гибридная технология ICMS позволяет собирать энергию из двух разных источников одновременно, что делает устройство значительно более стабильным в различных климатических условиях. По словам исследовательницы Кармен Лопес, разработка демонстрирует возможность объединения фотовольтаики на основе перовскита с трибоэлектрическими наногенераторами в единой тонкопленочной конфигурации.

Где будет применяться?

Авторы исследования видят широкий потенциал для практического применения своей разработки. Прежде всего это касается Интернета вещей (IoT) и внешних сенсорных сетей, которым требуется автономное питание:

• датчики мониторинга состояния мостов и крупных инфраструктурных объектов;
• метеорологические станции;
• системы точного земледелия.

Кроме того, технология позволяет питать LED-схемы даже при погружении в воду.