Особый фотоэлемент: в Китае изобрели методику подзарядки дронов без посадки

В Китае разработан фотоэлемент, который способен необычайно быстро преобразовывать излучение зеленого лазера в электрическую энергию. Это позволяет подзаряжать аккумуляторы беспилотников прямо в процессе полета, пишут исследователи в журнале Matter & Light.

«Представьте, что в будущем дронам, которые используются для мониторинга обстановки в лесах, наблюдений за природными катастрофами или доставки посылок, никогда не придется совершать посадку и простаивать для замены аккумуляторов. Наша разработка снимает один из главных барьеров для работы подобных летающих систем доставки грузов на большие расстояния», — заявил доцент Китайского университета гражданской авиации Хань Цзяньхуа.

За последние десять лет физики разработали множество высокоэффективных солнечных батарей, способных преобразовать до трети солнечного света в электричество. Китайские физики выяснили, что КПД работы этих фотоэлементов можно сделать еще более высоким и поднять до отметки в 38,5%, если совместить перовскитные солнечные батареи с созданным ими термоэлектрическим материалом на базе наночастиц из сурьмы и селена.

Он позволяет решить одну из главных проблем этих устройств — существенное снижение в эффективности преобразования света в электричество в результате их перегрева. Разработанный наноматериал поглощает тепло, возникающее при взаимодействиях света и фотоэлемента, и преобразует его в электричество, а также способствует более равномерному прогреву устройства, что дополнительно повышает КПД устройства. Это позволяет использовать перовскитные батареи не только для поглощения солнечной энергии, но и передачи электричества при помощи концентрированных пучков лазерного излучения.

Ученые встроили прототип созданного ими фотоэлемента в модель беспилотника и попытались зарядить его при помощи зеленого лазера. Опыты показали, что каждый квадратный сантиметр нового устройства способен вырабатывать около 1,2 ватт энергии, чего в теории хватает не только для поддержания полета, но и подзарядки аккумуляторов БПЛА. В перспективе, это позволит быстро заряжать дроны, не спуская их на землю для смены батарей.