在室内工作的超高效光伏电池可以为移动设备充电,插入路由器以及将电池置于遥控器中。新型光伏面板不再依靠阳光直射,而是通过将环境光(例如室内灯泡)转化为电能来发电。这对于某些低功耗无线和智能设备而言可能是理想的选择。

由英国纽卡斯尔大学的玛丽娜·弗雷塔格博士和瑞典的乌普萨拉大学领导的研究小组在英国皇家化学学会期刊《化学科学》上发表了他们的发现,从而增强了常规太阳能电池板的设计。

该团队正在使用多种染料将面板完全聚焦在人造光上。然后将这些面板应用于传感器,以类似于智能手表或室内恒温器的方式测量功能,从而使它们无需连接电源即可运行。

弗赖塔格博士说:“我们使用的染料使我们能够将光伏聚焦在可见光谱上,例如,我们不必担心紫外线或红外光。它们也可以在户外使用,但在室内最有效。当您将其与物联网(IoT)和人工智能(AI)结合使用时,它们可以独立于电线和电池运行-使其更具可持续性。

“为此有许多不同的用途。我一直在研究自动液体分配器的原型,并通过IoT进行低维护性建筑物监控,例如温度或结构完整性的监控。只需轻按一下电灯开关,即可为这些设备供电,而不是到处都有电缆。”

Freitag博士的团队表明,将人工智能和机器学习与工程技术相结合,可以通过了解何时可获得最佳照明来使设备最大化效率。

随着一天中光线的变化,这些设备将能够阻止密集的活动(例如安装更新),以使可用的光线最亮。

这项研究被认为对于物联网设备的持续开发至关重要。物联网设备是连接到互联网以帮助我们日常生活的智能设备。从智能门铃和连接的灯泡到智能手表和智能扬声器,估计我们家中已经有200亿个此类设备。但是,有预测表明,到2025年,我们的房屋数量将增加550亿,弗雷塔格博士希望她的创新能够真正减少所需设备和电池的数量。

“拥有750亿台设备是一个了不起的数字,”弗赖塔格博士评论道。“拥有许多可以相互通信的智能供电传感器,绝对比拥有许多各自带有电池的设备更可取。” 最终,这可以消除对电池的需求,并使物联网在未来具有可持续性。”

皇家化学学会的执行编辑May Copsey说:“像这样的化学研究-我们有一天可以在世界上的每一个家庭中看到-使我们在旗舰杂志《化学科学》上的研究变得异常令人兴奋。

“在我们的家庭越来越多地拥有智能,互联设备网络的时代,请想象一下,如果可以使用完全未开发的能源,那么对于减少全球能源消耗的意义。除此之外,完全不必将我们家中越来越多的小工具连接到墙上的插座上,将避免缠结电线或回收电池的麻烦,” Copsey总结道。

该研究是机器学习专家,慕尼黑工业大学的Alessio Gagliardi,物联网专家Richard Freitag,乌普萨拉大学,人工智能领域的世界知名专家,Salesforce的 Richard Socher的跨学科合作的结果。