Solcell för inomhusbruk kan driva framtidens sensorer

2020-03-05 Slussen Building Services

https://slussen.azureedge.net/image/353/uu.jpg
Färgämne-kombinationen för de nya solcellerna är optimerad för att absorbera mycket ljus vid synliga våglängder. Foto: Marina Freitag

En framtid med fler uppkopplade prylar hemma och i jobbet ställer nya krav på att enheter och sensorer ska kunna fungera helt utan elsladdar eller batterier. I en ny artikel, publicerad i den vetenskapliga tidskriften Chemical Science, presenterar en forskargrupp vid Uppsala universitet en ny sorts färgämnessolceller för inomhusbruk som drivs av ljuset från lysrör och LED-lampor.

Internet of Things, eller IoT, är ett växande nätverk av elektroniska enheter och sensorer som är uppkopplade till internet. Forskare uppskattar att runt 75 milliarder av IoT-sensorer kommer att reglera många aspekter av vårt liv vid år 2025, varav en stor del kommer att sättas upp inomhus. För att kunna installeras på ett hållbart sätt måste IoT-sensorerna bli autonoma, dvs de ska fungera helt utan batterier eller elsladdar. Därför måste en lokal energikälla hittas som kan försörja sensorerna med energi - även inomhus.

Mot detta mål har ett forskarlag under ledning av Marina Freitag vid institutionen för kemi, Uppsala universitet, utvecklat nya solceller för inomhusbruk som kan omvandla upp till 34 procent av synligt ljus till elektricitet för att driva ett brett utbud av olika IoT-sensorer. Forskargruppen har designat färgämnessolceller baserade på en elektrolyt med koppar-komplex med mycket lovande resultat, vilket gör dem idealiska för att skörda inomhusbelysning från lysrör och lysdioder (LEDs). Färgämne-sensitiserade solceller, eller dye-sensitized solar cells, visar med de nya resultaten bättre verkningsgrader än vanliga kisel- och även GaAs-solceller vid låg ljusintensitet.

De senaste resultaten är ett stort steg mot hållbara sensorer som till exempel kan användas på kontor, i växthus, och inom lagring och transport.

– Genom att känna till spektrumet av ljuset som sensorerna kommer att placeras i kan vi välja färgämnen som absorberar just dessa våglängder. Då omvandlar solcellerna en större mängd energi än om man har statiskt utvecklade solceller. Samtidigt håller solcellerna en hög spänning, vilket är mycket viktigt när de ska driva elektroniska enheter, säger Marina Freitag.

Tillsammans med Tekniska Universitetet i München har forskarna dessutom utvecklat ”anpassande energiförbrukning” för ljusdrivna sensorer. Det innebär att de ljusdrivna sensorerna anpassar sin energiförbrukning efter ljusintensiteten, i motsats till motsvarande sensorer som drivs av batteri. På så sätt minskas energiförluster under lagring samt avfall från batterier. Solcellerna bidrar därmed till en förbättrad och hållbar utveckling av IoT.

I framtiden förväntas miljarder autonoma IoT enheter, drivna av inomhus-solceller, att hjälpa till med informationsutbyte mellan såväl människa och maskin som mellan maskin och maskin. De nya avancerade sensorerna kommer dessutom att installeras i nya robotar och större autonoma sensorsystem som utvecklas i dagsläget.

– Solceller utvecklade för optimala egenskaper i låg ljusintensitet inleder ett nytt kapitel för sensorelektroniken. Vi kan äntligen använda en energikälla som hittills nästan inte rörts. Kombinationen av hög verkningsgrad, låga kostnader och icke-hälsoskadliga material är nyckeln till hållbara IoT-nätverk, säger Marina Freitag.


 Dela     Tillbaka  

Flest vattenskador i köket

2020-04-06

Årets Vattenskadeundersökning, som baseras på försäkringsbolagens skadestatistik för vattenskador, visar att köken står för 33% av skadorna.


  Sanitet (Fastighets VA) Utbildning & FoU

Ny rapport - Tillståndet i VA-Sverige

2020-04-06

I Svenskt Vattens nya rapport Hållbarhetsindex (HBI) för 2019 beskrivs tillståndet i VA-Sverige. Det är sjätte gången som HBI presenteras. Nu med 171 deltagande kommuner, vilket är fler än någonsin.


  Vatten & avlopp (yttre VA) Utbildning & FoU

Hur långt sprider sig virus?

2020-04-03

I Lund pågår forskning om huruvida virus finns i luften och hur långt det sprider sig, rapporterar SVT:s Rapport 3/4.


  Allmän

Kritik mot OVK i coronatider

2020-04-03

Stena Fastigheter fortsatte med sina planerade OVK-besiktningar, trots det pågående utbrottet av coronapandemin, rapporterar nvp.se.


  Ventilation

Stöd till verifiering av energiinnovationer

2020-04-03

Energimyndigheten utlyser stöd till verifiering av energiinnovationer med kund (VER 20).


  Allmän Energieffektivisering Utbildning & FoU

19 nya projekt för energieffektivt byggande får pengar

2020-04-03

Nu är det klart vilka projekt som får finansiering genom E2B2s tredje utlysning. Sammanlagt 63 miljoner kronor kommer att gå till 19 projekt .


  Allmän Utbildning & FoU

Vägledning om digital fastighetsautomation

2020-04-02

Sveriges Kommuner och Regioner (SKR) presenterar en skrift med vägledning för fastighetsägare om digital fastighetsautomation.


  Allmän Automation/Styr- och Regler Utbildning & FoU

Ny monter i ExpoVent på webben!

2020-04-02

Nu har även ebm-papst sin egen monter på ExpoVent på webben. Missa inte att besöka de olika montrarna och delta i tävlingen.


  Ventilation

Det finns hopp i en tid av oro

2020-04-01

I en tid av oro i omvärlden är det lätt att stänga av allt förutom det allra nödvändigaste. Men det finns hopp och möjligheter.


  Allmän

Nu finns 44 000 solcellsanläggningar i Sverige

2020-03-31

Antalet nätanslutna solcellsanläggningar steg med nästan 19 000 under 2019 och uppgick därmed till totalt 44 000 nätanslutna anläggningar i hela Sverige. Det visar Energimyndighetens solcellsstatistik.


  El Solvärme & solenergi Utbildning & FoU

×