Skip to content
 

Исследователи разработали недорогие вечные фотоэлектрические датчики

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали недорогие фотоэлектрические датчики на RFID-метках, которые работают при солнечном свете и более тусклом освещении внутри помещений и могут передавать данные в течение многих лет, прежде чем потребуется их замена.

Исследователи разработали недорогие вечные фотоэлектрические датчики

Инженеры из Массачусетского технологического института разрабатывают способ превратить скромную RFID-метку в легкий датчик для многих вещей. На основе тонкопленочных перовскитовых ячеек ставится цель создать недорогие, подключенные к интернету датчики, которые могут работать без батарей или других внешних источников питания в течение месяцев или даже лет.

По данным Массачусетского технологического института, эксперты прогнозируют, что к 2025 году число устройств Интернет соединений составит около 75 миллиардов. Независимо от того, будет ли это хорошо или нет, это означает, что будет много датчиков и других устройств для сбора информации, которым потребуется много энергии, чтобы продолжать работать.

Поскольку было бы непрактично подключать все эти устройства к сети, а перспектива постоянно менять миллионы крошечных батарей непривлекательна, сотрудники Массачусетского технологического института разработали фотоэлектрические датчики, которые могут работать за счет энергии солнечного света или даже при тусклом освещении в помещении.

Однако эта идея не нова! Исследователи из лаборатории Массачусетского технологического института «Auto-ID» и исследовательской лаборатории «Photovoltaics» признают, что крошечные солнечные устройства были опробованы раньше, но при работе они опирались на обычную солнечную технологию, которая является громоздкой, дорогой, негибкой и не может быть сделана прозрачной. В отличие от этого, перовскитовые ячейки являются недорогими, легко печатаемыми, гибкими и могут быть сделаны прозрачными.

Подход команды исследователей Массачусетского технологического института состоит в том, чтобы взять клетки перовскита и объединить их с RFID-метками, оборудованными несколькими датчиками для мониторинга различных факторов окружающей среды, таких как температура и влажность. Эти бирки можно напечатать и даже сделать прозрачными, поэтому их можно установить даже на окна и стекла. Они также имеют крошечные, ультравысокочастотные антенны, которые стоят всего лишь копейки для производства.

RFID-метка по существу представляет собой электронную схему без источника питания, но когда она попадает в зону действия считывающего устройства, передающего радиосигнал, метка забирает энергию из эффекта обратного рассеяния – по существу, она получает свое электричество из самого радиосигнала. Затем она передает информацию, которая хранится в чипе, что позволяет использовать её для вычислительных действий, инвентаризации, безопасности, отслеживания и других приложений.

Проблема заключается в том, что датчик может производить только несколько микроватт мощности и только тогда, когда считыватель сканирует его в пределах нескольких метров. Если он будет использоваться в качестве практического датчика, он должен питаться в течение гораздо более длительных периодов времени.

Для новых меток команда MIT поместила перовскит между электродом, катодом и специальными электронно-транспортными слоями материалов. Это позволило инженерам настроить каждую ячейку таким образом, чтобы она работала по желанию при различных условиях освещения. В результате четыре ячейки могли генерировать электричество напряжением 4,3 вольт каждая при прямом солнечном свете и передавать данные на расстояние до 5 метров.

«Перовскитовые материалы, которые мы используем, обладают невероятным потенциалом в качестве эффективных легких генераторов энергии», — говорит доктор кафедры машиностроения Ян Мэтьюз. «Наш следующий шаг заключается в интеграции этих же технологий с использованием методов печатной электроники, потенциально позволяющих наладить чрезвычайно дешевое производство беспроводных датчиков.»

Сегодня и Вы можете стать ближе к передовым технологиям. На сайте atmosfera.ua Вы можете узнать, как  солнечные электростанции можно использовать у Вас дома уже сегодня. Здесь можно подобрать готовую конфигурацию сетевой солнечной электростанции мощностью от 250 до 100 кВт.

Написать отзыв

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.