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  

Ny möjlighet att söka stöd för bio-CCS

2025-12-16

I dag öppnar den andra utlysningen inom Energimyndighetens stödsystem för bio-CCS. Totalt kan 10 miljarder kronor fördelas.


Allmän Utbildning & FoU Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Expo laddar för 2026

2025-12-16

Expo-året 2025 är över, men redan nu finns möjligheten att krita in besöken på ExpoVent, ExpoStyr, ExpoVärme och ExpoVA för 2026 i kalendern.


Ventilation Värme Vatten & avlopp (yttre VA) Kyla

Otjänligt badvatten ska upptäckas lättare

2025-12-15

Urbanisering och ett varmare klimat gör att allt fler vill bada i kanaler, hamnar och vid stadsnära stränder som kan vara i närheten av där avlopps- och dagvatten släpps ut. En ny metod som testats i Skåne kan ge bättre svar på om doppet är säkert.


Vatten & avlopp (yttre VA) Utbildning & FoU

Ei vill stärka fjärrvärmekunder

2025-12-10

Energimarknadsinspektionens (Ei) genomlysning av fjärrvärmemarknaden visar att kundskyddet behöver stärkas.


Allmän

Nibe bjöd in till Tekniska museet

2025-12-10

Slussen.biz fanns på plats på Tekniska museet i Stockholm när Nibe bjöd in till en förmiddag om EPBD, helhetslösningar, köldmedier och ventilationsaggregat.


Ventilation Värme

Stöd för värme till trygghetspunkter

2025-12-09

60 kommuner har fått stöd från Energimyndigheten för att säkra elförsörjningen vid kriser. Nu breddas satsningen till värmeberedskap. Tio kommuner får upp till 4,5 miljoner kronor vardera i investeringsstöd.


Värme Brand & säkerhet Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Brf Oxelösundshus 4 vinnare av Årets Hållbarhetsförening

2025-12-08

Bostadsrättsföreningen Brf Oxelösundshus 4 har utsetts till vinnare av det prestigefyllda priset Årets Hållbarhetsförening 2025 på lokal nivå.


Allmän Energieffektivisering Referensprojekt Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Nytt avsnitt av Energipodden: EPBD - vad tror vi händer?

2025-12-05

Poddvärdarna Mats Bjelkevik och Kay Rung har träffat Sofia Cederlöf, hållbarhetsrådgivare på SEB, och snackat EPBD, driftnetto och bankens syn på saken.


Allmän Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk) Energipodden

Fegisar fick veta mer om vinnande koncept

2025-12-05

Slussen.biz fanns på plats när nätverket Fegis fick veta mer om senaste vinnaren av Stora Inneklimatpriset, InventiAir, och den prisade produkten, fasadapparaten Longus.


Ventilation

Retroaktiva rabatter bakom bristande pristransparens

2025-12-05

I en utredning som fokuserar på aktörer inom el och VVS kan Konkurrensverket nu visa att en viktig förklaring till bristande pristransparens är den stora omfattningen av retroaktiva rabatter som används i branschen.


Allmän Utbildning & FoU