染料敏化电池(染料敏化太阳能电池优缺点)

新型染料敏化太阳能电池：利用室内照明光为物联网设备供电！

引言

据瑞典乌普萨拉大学官网近日报道，该校研究人员开发出一种新型染料敏化太阳能电池，它可以采集

背景

如今，我们的社会正朝着所有物品的互联发展，包括家具、办公用品等日常用品。物联网(IoT)使物体能够相互交流和感知，因此一度被称为继计算机和互联网之后的“世界信息产业发展第三次浪潮”。据估计，到2025年，大约750亿个物联网设备将影响我们生活的方方面面。

这些物联网设备大多位于室内。要广泛安装这些设备，它们需要变得“自主”。也就是说，他们不再需要电池或电线连接电源来保持运行。为了实现这一点，寻找维护成本低的本地能源，为物联网设备提供本地电源，尤其是在一般环境条件下，是非常重要的。

创新

为了实现这一目标，在《化学科学（Chemical Science）》期刊上发表的一篇新论文中，瑞典乌普萨拉大学的研究人员展示了一种新型染料敏化太阳能电池，它可以收集

(图乌普萨拉大学)

技术

乌普萨拉大学化学助理教授玛丽娜弗雷塔格(Marina Freitag)领导的研究小组开发了这种新型室内光伏电池，它可以将高达34%的可见光转化为电能，从而提供各种太阳能电池。该团队设计的新型染料敏化光伏电池基于铜复合电解质，这使得太阳能电池非常适合吸收。

这项研究有望彻底改变智能温室、办公室、货架、包裹和物联网的许多其他日常智能物体中使用的数字传感。

Freitag说：“了解了这些光源的光谱，我们就有可能调整特殊的染料来吸收室内光线。这些室内光伏电池在产生大量能量的同时，还能在低光照条件下保持高电压，这对物联网设备的供电非常重要。”

通过与慕尼黑技术大学的合作，研究人员进一步为太阳能物联网传感器设计了一个自适应“电源管理”系统。与受电池限制的参考对象相比，这种光驱动设备智能地收集可用光，根据照度水平计算工作量，最大限度地减少存储过程中的能量损失，并尽可能多地使用所有光能。这种太阳能系统将人工智能与自主学习相结合，从而减少能量损失和电池浪费，有助于改善整体生活条件。

(图片参考[1])

未来，科学家希望数十亿台室内太阳能电池自供电的物联网设备能够提供从环境信息到人机通信再到机间通信的各种功能。这种先进的传感器可以进一步改善下一波机器人和目前正在开发的自动化系统。

Freitag说：“环境光收集器提供了新一代自供电智能物联网设备，这些设备由基本上未开发的能源供电。结合高效、低成本和无毒材料的室内光伏电池对物联网的可持续性至关重要。”

关键词

太阳能电池、物联网、自供电

参考文献

【1】Hannes Michaels, Michael Rinderle, Richard Freitag, Iacopo Benesperi, Tomas Edvinsson, Richard Socher, Alessio Gagliardi, Marina Freitag. Dye-sensitized solar cells under ambient light powering machine learning: towards autonomous smart sensors for the internet of things. Chemical Science, 2020; DOI: 10.1039/C9SC06145B