SEG-генератор демонстрирует максимальную эффективность при условии, что его поверхность разделена на две части: одна освещена прямыми солнечными лучами, а другая находится в тени.
В процессе производства солнечной энергии тень является препятствием, снижающим эффективность генерации. Однако исследователи из Национального университета Сингапура нашли способ использовать это явление с пользой. SEG-генератор, работающий на принципе теневого эффекта (Shadow-Effect Energy Generator), разработанный ими, подробно описан в статье, которая опубликована в издании Energy & Environmental Science.
Разность потенциалов, возникающая между освещенными и затененными участками устройства, является ключевым принципом работы SEG-генератора. Именно эта разность и порождает электрический ток. Генерирующая поверхность состоит из ячеек, в каждой из которых на кремниевую пластину нанесена очень тонкая пленка золота.
Использование золота в производстве не должно существенно повысить стоимость SEG-генератора по сравнению с традиционными солнечными батареями, заявляют разработчики. Кроме того, предварительные испытания продемонстрировали, что в условиях меняющейся интенсивности освещения устройство работает вдвое эффективнее. По словам Эндрю Ви, одного из создателей SEG-генератора, оптимальная производительность достигается, когда половина поверхности элемента освещена, а другая находится в тени, что обеспечивает достаточно пространства для генерации и сбора заряда.
Разработанный учеными прототип выдал ток напряжением 1,2 В. Такой уровень напряжения оказалось достаточным для питания цифровых часов. Хотя это и невысокий показатель, разработчики проекта планируют повысить его. Примечательно, что SEG-генератор способен также функционировать как датчик движения, реагируя на перемещения объектов, создающих тень на устройстве.
«За счет своей экономичности, простоты и надежности SEG представляет многообещающую архитектуру для производства экологически чистой энергии, а также может быть применена в интеллектуальных сенсорных системах, особенно в зданиях», — отмечают авторы работы. Тем не менее, SEG-генератору еще предстоит пройти ряд усовершенствований. В первую очередь, разработчики стремятся найти более доступную замену золотой пленке, а также адаптировать технологию для портативных устройств.
В предыдущих публикациях сообщалось о разработке устройства, использующего бактериальные белки, командой ученых из Массачусетского университета в Амхерсте под руководством профессора Цзюнь Яо, генерирующее энергию из влажного воздуха. Их коллеги из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали технологию, которая позволяет получать электричество из падающего снега.