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07.03.2020

Indoor-Solarzellen fürs Internet der Dinge

Forscher der Universität Uppsala haben Solarzellen etwickelt, die, anders als ihre Bezeichnung vermuten lässt, Strom aus künstlichem oder indirektem natürlichem Licht produzieren.

Dahinter steckt die Idee, Einwegbatterien von Sensoren wie Bewegungsmeldern bei Alarmanlagen zu ersetzen, deren Strombedarf gering ist. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT), das privat wie gewerblich immer weitere Kreise zieht, könnte so mit Strom versorgt werdent.

Farbstoffzelle schlägt Silizium

Marina Freitag, Assistenzprofessorin für Chemie, und ihr Doktorand Hannes Michaels haben eine sogenannte Farbstoff-Solarzelle so umfunktioniert, dass sie bevorzugt das Spektrum von künstlichem Licht absorbiert und in Strom umwandelt. Immerhin 34 Prozent des sichtbaren Lichts lassen sich so nutzbar machen. Damit sind sie deutlich besser als Zellen aus Silizium oder aus exotischen Materialien.

"Wenn man das Frequenzspektrum des Lichts kennt, das umgewandelt werden soll, lassen sich Farbstoffe so tunen, dass sie genau für diese Wellenlängen reagieren", erklärt Freitag. Diese Zellen erzeugten Strom mit einer relativ hohen Spannung, sodass sie prädestiniert sind für IoT-Anwendungen. Sie schätzt, dass 2025 viele Bereiche unseres Lebens von derartigen Anwendungen berührt werden. Weltweit könnten zu diesem Zeitpunkt bereits 75 Mrd. IoT-Geräte existieren, die meisten davon im Inneren von Gebäuden.

Sensoren zeitweise im Winterschlaf

Da die künstlicher Beleuchtung nicht durchgehend zur Verfügung steht, haben die Schweden gemeinsam mit der Technischen Universität München ein Strommanagementsystem entwickelt, das dieser Besonderheit Rechnung trägt. Während batteriebetriebene Sensoren kontinuierlich mit Strom versorgt werden, müssen sich jene, die Photovoltaik-Strom beziehen, an das wechselnde Angebot anpassen. Das gelingt, sagen die Forscher, mit Hilfe künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen. Das reduziert den Energieverbrauch und die Mengen an Abfall in Form von entladenen Batterien. Dies sei von höchster Wichtigkeit für die Umweltverträglichkeit des IoT.

  • New type of indoor solar cells for smart connected devices | In a future where most things in our everyday life are connected through the internet, devices and sensors will need to run without wires or batteries. In a new article in Chemical Science, researchers from Uppsala University present a new type of dye-sensitised solar cells that harvest light from indoor lamps.

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Quelle   Der Bericht wurde von der Redaktion "pressetext.com“ (Wolfgang Kempkens) 2020 verfasst – der Artikel darf nicht ohne Genehmigung weiterverbreitet werden! 

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