Sprawa jest szczególnie ciekawa, ponieważ mówimy o technologii przeznaczonej do stosowania w pomieszczeniach, a nie na otwartych przestrzeniach. Twórcy tego rozwiązania postawili na półprzewodniki III-IV. Wraz ze zoptymalizowaną konstrukcją i zwiększoną jakością materiału absorbującego, doprowadziło to do uzyskania świetnej sprawności konwersji energii.
Czytaj też: Równanie Arrheniusa na ratunek fotowoltaice. Te same ogniwa osiągają zupełnie inne wyniki!
Działo się tak nawet wtedy, gdy natężenie światła wykorzystywanego przez ogniwa było niskie, osiągając 100 luksów. Jak możemy przeczytać w artykule zamieszczonym na łamach Applied Physics Letters, opisywana technologia mogłaby sprawdzić się między innymi w odniesieniu do urządzeń tworzących tzw. internet rzeczy. Takowe działają wewnątrz pomieszczeń, dlatego mogłyby funkcjonować bez konieczności podłączania ich do sieci energetycznej.
Przedstawiciele instytutu Fraunhofera wykorzystali fosforek galu i indu, który jest półprzewodnikiem powszechnie stosowanym w elektronice dużej mocy i wysokiej częstotliwości. Dzieje się tak ze względu na wyższą prędkość elektronów niż w przypadku materiałów z krzemem i arsenkiem galu. Poza tym, jego przerwa energetyczna wynosi 1,9 eV, co jest idealną wartością w zakresie zastosowań wewnętrznych.
Fotowoltaika przeznaczona do zastosowań wewnętrznych, mogąca działać nawet przy niskim poziomie naświetlenia, mogłaby sprawdzić się w przypadku zasilania urządzeń tworzących tzw. internet rzeczy (ang. Internet of Things)
I choć o potencjale tej strategii było wiadomo już od jakiegoś czasu, ze względu na wysokie koszty produkcji nie była ona stosowana na większą skalę. Ograniczano się do satelitów czy dronów, gdzie koszty schodzą na drugi plan, ustępując miejsca jak najniższej masie i wysokiej sprawności. Teraz inżynierowie postanowili natomiast przeprowadzić eksperymenty poświęcone wytwarzaniu energii w pomieszczeniach.
Kiedy przyszła pora na ocenę realnych możliwości, członkowie zespołu badawczego zorganizowali testy. Wykazały one, iż ogniwo w takiej formie może osiągać 37,5% sprawności przy oświetleniu na poziomie 100 luksów oraz 40,9% przy wartości wynoszącej 1000 luksów. Co ciekawe, najlepszy wynik, opiewający na 41,4%, został odnotowany przy 700 luksach, przy udziale układu z tylnym heterozłączem o wyższym domieszkowaniu.
Czytaj też: Chińczycy opracowali akumulator, który wstrząśnie rynkiem. Kluczem nowy elektrolit
Sami zainteresowani wyjaśniają, iż tak dobre rezultaty były możliwe dzięki absorberowi typu n funkcjonującemu w warunkach słabego oświetlenia. Miało to przełożenie na zwiększenie liczby nadmiarowych nośników ładunku. Kolejnym krokiem będzie wdrożenie tej technologii na potrzeby faktycznych zastosowań, choćby w odniesieniu do internetu rzeczy. Takie urządzenia mogłyby dzięki temu funkcjonować bez konieczności stosowania zewnętrznych źródeł zasilania.