Photovoltaïque d’intérieur pour capteurs alimentés par batterie. Crédit : Shore et Hamadani
L’auto-récolte de l’énergie des environnements intérieurs s’avère efficace pour charger les batteries.
Comme de plus en plus de nos appareils nécessitent une recharge de leurs batteries, les chercheurs se tournent vers l’éclairage ambiant comme source potentielle de génération de petites quantités d’énergie pour les appareils d’intérieur.
Lors de la conférence virtuelle AIP Publishing Horizons — Energy Storage and Conversion, qui se tiendra du 4 au 6 août 2021, Andrew Shore et Behrang Hamadani, du National Institute of Standards and Technology, présenteront leurs conclusions sur les capacités des cellules solaires d’intérieur. à générer de l’énergie sous une LED. Leur présentation, « Le photovoltaïque d’intérieur pour les capteurs alimentés par batterie », sera disponible pendant les trois jours de conférence.
Les chercheurs ont utilisé une source d’éclairage, une LED blanche avec une température de coordonnées de couleur de 3 000 K et un éclairement de 1 000 lux, semblable à une luminosité normale pour les lumières intérieures, pour tester trois modules différents – un semi-conducteur au phosphure de gallium et d’indium (GaInP), un gallium semi-conducteur à l’arséniure (GaAs) et un semi-conducteur au silicium (Si). La source lumineuse a atteint un pic d’intensité sur les plus courtes longueurs d’onde de la lumière.
“Sous ces paramètres d’éclairage, le mini module GaInP a obtenu l’efficacité de conversion de puissance la plus élevée, suivi du mini module GaAs, le mini module Si étant le moins performant”, a déclaré Shore. « Les modules GaInP et GaAs ont une meilleure correspondance spectrale avec cette source de lumière LED à spectre visible. »
Comme il y a généralement beaucoup de lumière ambiante intérieure provenant de différentes sources, un plafonnier dans un environnement de bureau suffirait à charger l’un des mini modules testés, les rendant tous viables comme sources d’alimentation pour les batteries et les capteurs intérieurs. Shore a déclaré que le GaInP nécessiterait le moins de lumière tout en maintenant une efficacité élevée, mais toutes les sources lumineuses intérieures ne sont pas des LED.
« Différentes sources lumineuses ont des spectres différents », a-t-il déclaré. « Par exemple, une source de lumière incandescente a une grande partie de son irradiance dans la région proche infrarouge. Les lampes fluorescentes ont plusieurs pics d’intensité à différents endroits du spectre visible. Les lumières LED ont généralement un pic court et proéminent d’environ 450 nanomètres et un autre pic plus progressif d’environ 600 nm. Chacune de ces sources lumineuses affectera l’efficacité de conversion de puissance de la technologie photovoltaïque.
Shore a déclaré que la prochaine étape consistera à tester les mini modules dans des conditions réelles, comme une personne allumant et éteignant une lumière à intervalles réguliers. Ils espèrent faire fonctionner plus d’un capteur alimenté par un module au cours de ces tests.
