Poiché molti dei nostri dispositivi richiedono la ricarica delle batterie, i ricercatori stanno considerando l'illuminazione ambientale come una potenziale fonte di generazione di piccole quantità di energia per i dispositivi interni.

Durante la conferenza virtuale AIP Publishing Horizons—Energy Storage and Conversion, che si terrà dal 4 al 6 agosto, Andrew Shore e Behrang Hamadani, dell'Istituto nazionale di standard e tecnologia, presenteranno le loro scoperte sulle capacità delle celle solari per interni nel generare energia sotto un LED. La loro presentazione, "Fotovoltaico da interno per sensori a batteria, " sarà disponibile durante la conferenza di tre giorni.

I ricercatori hanno utilizzato una fonte di illuminazione, un LED bianco con una temperatura coordinata di colore di 3, 000 K e un illuminamento di 1, 000 lux, simile alla normale luminosità per le luci da interni, per testare tre diversi moduli:un semiconduttore di fosfuro di gallio indio (GaInP), un semiconduttore di arseniuro di gallio (GaAs), e un semiconduttore di silicio (Si). La sorgente luminosa ha raggiunto il picco di intensità sulle lunghezze d'onda più corte della luce.

"Sotto queste impostazioni di luce, il mini modulo GaInP eseguito con la massima efficienza di conversione di potenza, seguito dal mini modulo GaAs, con il modulo Si mini come il più basso rendimento, " Shore ha detto. "I moduli GaInP e GaAs hanno una migliore corrispondenza spettrale con questa sorgente luminosa a LED a spettro visibile".

Poiché di solito c'è molta luce ambientale interna proveniente da diverse fonti, una plafoniera in un ambiente d'ufficio sarebbe sufficiente per caricare uno qualsiasi dei mini moduli che sono stati testati, rendendoli tutti utilizzabili come fonti di alimentazione per batterie e sensori interni. Shore ha affermato che il GaInP richiederebbe la minor quantità di luce e manterrebbe comunque un'elevata efficienza, ma non tutte le sorgenti luminose interne sono LED.

"Diverse sorgenti luminose hanno diversi spettri, " ha detto. "Per esempio, una sorgente di luce ad incandescenza ha una grande porzione della sua irradianza nella regione del vicino infrarosso. Le luci fluorescenti hanno diversi picchi di intensità in punti diversi dello spettro visibile. Le luci a LED generalmente ne hanno una corta, picco prominente intorno ai 450 nanometri e un altro picco più graduale intorno ai 600 nm. Ognuna di queste sorgenti luminose influenzerà l'efficienza di conversione della potenza della tecnologia fotovoltaica".

Shore ha affermato che il prossimo passo sarà testare i mini moduli in condizioni reali, come una persona che accende e spegne una luce a intervalli regolari. Sperano di far funzionare più di un sensore alimentato da un modulo durante quel test.