太陽光で充電する小型の太陽光電池が開発された

フライブルク大学の研究者らは、小型デバイスに電力を供給できる、有機材料とモノリシックに統合された光電池を開発した。太陽電池は、3.6 ボルトという前例のない高い放電電位に達します。

フライブルク大学のロドリゴ・デルガド・アンドレス氏とウリ・ヴュルフェル博士、そしてウルム大学のロビン・ヴェスリング氏とビルギット・エッサー教授によって発表されたこの電池は、有機材料から作られた初のモノリシック集積写真用電池である。このエネルギーレベルに達すると、さまざまなデバイスに電力を供給するために実際に使用できる可能性があります。

研究チームは、この技術に関する情報を『Energy & Environmental Science』誌に発表しました。

主な革新は、この構造が効率的な太陽光発電とエネルギー貯蔵を単一のコンパクトなコンポーネントに統合していることです。それ以上の連絡は必要ありません。すべてがすでに準備ができており、これは、電力を供給するために必要なすべてのアクセサリにバッテリーを取り付けることができる可能性があることを意味します。また、バッテリーは急速に充電されるため、現在のミニ蓄電池の多くの制限が克服されます。

この目的のために、配線や接続を必要とせずに単一システムでエネルギーを生成、変換、貯蔵するモノリシックに統合されたバッテリーを使用できます。小さなコンポーネントは、分離された機能的にインテリジェントなコンポーネントに必要なエネルギーを供給します。

バッテリーの最小サイズにより、グリッドから完全に切り離された高度で小規模なアプリケーションに使用できます。ネットワーク化されたスマートデバイスとセンサーは、消費量をリアルタイムで監視することで消費者製品や建物のエネルギー効率を向上させることができます。

多接合太陽電池とデュアルイオン電池の組み合わせ

研究者らは、5つの活性層を備えた有機太陽電池の製造を可能にするスケーラブルな光電池法を開発した。

ウェスリング氏は、「この太陽電池を使用すると、システムは 4.2 ボルトという比較的高い電圧を達成できます。」と説明しました。

研究チームは、この多接合太陽電池を、従来のリチウム電池の正極とは異なり、大電流で充電できるいわゆるデュアルイオン電池と組み合わせた。このようにして構築された光電池は、照明強度と放電速度を注意深く制御することで、15 分未満で急速充電が可能で、放電容量は 1 グラムあたり最大 22 ミリアンペア時 (mAh g-1) になります。

3.6 ボルトの平均放電電位と組み合わせると、デバイスは 1 グラムあたり 69 ミリワット時 (mWh g-1) のエネルギー密度と 1 グラムあたり 95 ミリワット時 (mW g-1) の電力密度を実現できます。

「したがって、私たちのシステムは、有機光電池の分野におけるより詳細な研究とさらなる開発のための基礎を築きます」とウェスリング氏は述べています。

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