Az Ambient Photonics együttműködik a Google-lal, hogy beltéri napelemes eszközöket fejlesszen ki, alacsony fényviszonyokra tervezve, a Dye-Sensitized Solar Cell technológiára alapozva. Ezek a bifaciális napelemek képesek mind az elülső, mind a hátsó oldalukról fényt befogni, ezzel hatékonyan növelve a teljes fény-áramváltásuk kapacitását. Ez a kialakítás potenciálisan megduplázhatja a fény expozícióját a hagyományos, egyoldalú napelemekhez képest.
Ezen napelemes eszközök fejlesztésének fő célja a fenntartható és akkumulátormentes jövő iránti kereslet kielégítése, mivel a csatlakoztatott eszközök száma egyre csak tovább nő. Az IoT Analytics piaci jelentése szerint 2023-ban a globális csatlakoztatott IoT eszközök száma 16 százalékkal növekedett, elérve a 16,7 milliárd aktív végpontot. Az Ambient Photonics úgy véli, hogy a napelemek segíthetnek csökkenteni a hagyományos elemek és külső töltőforrások iránti függést, különösen az IoT eszközök esetében, amelyek távoli, perifériás helyeken működnek.
Bates Marshall, az Ambient Photonics vezérigazgatója és társalapítója a Power Electronics News kizárólagos interjújában elmondta: "A Google-lal való partnerség révén az Ambient Photonics nagy méretű, napenergiával működő fogyasztói terméket fog szállítani, lehetővé téve a fenntartható, akkumulátormentes kapcsolódó eszközök új korszakát. Ezek a napelemek képesek teljesen forradalmasítani sok hagyományosan elemmel működő kereskedelmi és fogyasztói tervezési és kivitelezési módját, ezzel lépést tartva a fenntartható eszközgyártás fontos lépésével."
Dye-sensitized solar cell technológia gyenge fényviszonyokhoz
A hagyományosan a kristályos szilíciumból készült napelemek helyett az Ambient Photonics dye-sensitized solar cell technológiát alkalmaz. Ez a megközelítés fotoszenzitív festéket használ egy félvezetővel, általában titán-dioxiddal párosítva, a fényenergia rögzítésére. Ezeket az eszközöket azzal ismerik el, hogy hatékonyan működnek alacsony fényviszonyok mellett, így alkalmasak beltéri használatra.
Az Ambient Photonics hangsúlyozza, hogy a dye-sensitized solar cell technológia akár háromszor több energiát is képes szolgáltatni, mint más beltéri napelemek alacsony fényviszonyok mellett. Ez a nagy teljesítményű kimenet létfontosságú beltéri környezetekben, ahol a fényintenzitás jóval elmarad a közvetlen napsütéstől. A cég ezt az napelemek fejlesztésének tulajdonítja, amelyek az új fotoszenzitív festékek és cellastruktúrák kifejlesztését foglalják magukban, hogy maximalizálják a fényelnyelést és javítsák az energiaátalakítási hatékonyságot.
"Ambient cellák rendelésre készülnek nagy volumenű elektronikai eszközgyártók számára egy áttörő ipari nyomtatási eljárással, amely során a szabadalmaztatott energiatermelő molekulákat vékony és tartós üveg szubsztrátokra alkalmazzák, hogy szinte bármilyen méretű és formájú cellákat létrehozhassanak," mondja Marshall. "Ellentétben az drága félvezető vákuumgyártási módszerekkel, az Ambient gyors gyártási folyamata hatékony, skálázható és költségkompatibilis a tömegpiaci elektronikai gyártással.”
A cél érdekében, hogy optimális fényelnyelést biztosítsanak alacsony fényviszonyok mellett, ezeket a napelemeket úgy tervezték, hogy olyan mértékben legyenek fényérzékenyek, hogy akár rendkívül gyenge fényforrásokból, mint például a gyertyafény, is képesek legyenek energiát nyerni. Egy interjúban az Ambient Photonics azt állította, hogy ezeknek a napelemeknek három-ötször jobb fényhasznosítási hatékonysága van, mint a hagyományos napelemeknek, amelyek a ruténium technológián alapulnak.
"Ambient technológiája fényérzékeny festékeket használ a fotonok gyűjtésére, amelyekből elektronok keletkeznek. Az Ambient Photonics sejtek a fotoszintézis ihlette, elektrokémiai rendszeren működnek, ahol a fényérzékeny festékmolekulák - amelyek rendkívül fényérzékenyek - energiát gyűjtenek és termelnek. A fotoszintézis során a klorofill energiává alakul, és ez hasonlít ahhoz, ahogyan az Ambient Photonics sejtekben a napelemfestékek működnek."
Ezen felül az újonnan kifejlesztett napelemek magas nyitott áramköri feszültséget szállítanak (több mint 900 mV), még alacsony fényviszonyok mellett is (200 lux fényintenzitás). A nyitott áramkörű feszültség (open circuit voltage) azt jelenti, hogyha egy napcella két terminálja nincs összekötve egy külső áramkörrel (vagyis nincs áramáramlás), akkor mekkora potenciálkülönbség van ezek között a terminálok között. Ez a magas feszültség azt mutatja, hogy a napelemek kiváló teljesítményt nyújtanak a fény átalakításában elektromos energiává.
A kapcsolt eszközök fenntarthatósága
Az Amerikai Környezetvédelmi Ügynökség (U.S. Environmental Protection Agency) által nyújtott adatok szerint az akkumulátorok használatának és eldobásának mértéke növekedett az Egyesült Államokban. Az elemek éves értékesítési számai jelentős függőségre utalnak a háztartásokban. Még olyan államokban is, mint Kalifornia, ahol környezettudatosságukról ismertek, az alkáli elemek alacsony újrahasznosítási aránya, mindössze 0,55 százalék, rámutat az elemhulladék hatékony kezelésének kihívásaira.
Az Ambient Photonics aktívan részt vesz az iparági környezet átalakításában az összekapcsolt eszközök terén, azáltal, hogy a napcella technológiával helyettesíti az elemeket. A vállalat úgy véli, hogy ez a változás jelentős környezeti előnyökkel járhat, beleértve a veszélyes hulladék csökkentését, kisebb szénlábnyomot és az fenntartható energiabeszerzés elősegítését.
"Az Ambient alacsony fényviszonyú napelemei többet tesznek az elektronikai eszközök fenntarthatósági céljainak eléréséért, mint bármely más technológia a piacon. Az Ambient napcella technológiájának segítségével a mindennapi fényből való energiatermeléssel és az elemek élettartamának meghosszabbításával vagy azok teljes eltávolításával az eszközgyártók jelentősen csökkenthetik az IoT eszközeik szénlábnyomát.”