开发室内太阳能为物联网提供动力

从Wi-Fi连接的家庭安全系统到智能厕所，所谓的物联网为帮助管理家庭的设备带来了个性化和便利性。但随之而来的是需要更换的缠结电线或电池。现在，研究人员在ACSAppliedEnergyMaterials上发表报告，已将太阳能电池板技术引入室内，为智能设备供电。他们展示了哪种光伏(PV)系统在冷白光LED(一种常见的室内照明类型)下效果最佳。

室内照明与阳光不同。灯泡比太阳光暗。阳光包括紫外线、红外线和可见光，而室内灯通常发出光谱较窄区域的光。科学家们已经找到了利用光伏太阳能电池板来利用阳光能量的方法，但这些电池板并未针对将室内光转化为电能进行优化。

一些下一代光伏材料，包括钙钛矿矿物和有机薄膜，已经在室内光下进行了测试，但尚不清楚哪些材料在将非自然光转化为电能方面最有效;许多研究使用各种类型的室内灯来测试由不同材料制成的光伏发电。因此，UliWürfel和同事在相同类型的室内照明下比较了一系列不同的光伏技术。

研究人员获得了八种类型的光伏器件，从传统的非晶硅到染料敏化太阳能电池等薄膜技术。他们首先在模拟阳光下，然后在冷白色LED灯下测量了每种材料将光转化为电能的能力。

磷化镓铟光伏电池在室内光下表现出最高的效率，将近40%的光能转化为电能。

正如研究人员所预期的那样，由于带隙较大，含镓材料在阳光下的性能相对于其他测试材料而言并不高。

一种称为晶体硅的材料在阳光下表现出最佳效率，但在室内光线下表现一般。

研究人员表示，磷化镓铟尚未用于商用光伏电池，但这项研究指出了其在太阳能之外的潜力。然而，他们补充说，含镓材料价格昂贵，可能无法作为可行的大规模产品来为智能家居系统提供动力。

相比之下，钙钛矿矿物和有机薄膜光伏电池成本较低，并且在室内照明条件下不存在稳定性问题。此外，在研究中，研究人员发现部分室内光能产生热量而不是电力——这些信息将有助于优化未来的光伏发电，为室内设备供电。

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