Miniaturni IoT senzorski sistem napajan s perovskitno sončno celico za uporabo v zaprtih prostorihUršič, Darjo (Avtor) Pirc, Matija (Mentor) perovskitne sončne celiceinternet stvaričrpanje energijeBluetoothsuperkondenzatorjiPerovskitne sončne celice (PSC) so tehnologija sončnih celic, ki se v zadnjih letih najhitreje razvija. V zelo kratkem času so bile dosežene učinkovitosti pretvorbe nad 25%, kot zelo učinkovita se je pa pokazala tudi njihova integracija s silicijevimi celicami v tandemske sončne celice. Kljub potencialu, ki ga imajo, pa zaenkrat zaradi slabše stabilnosti pod zunanjimi pogoji večinoma ostajajo omejene na uporabo v laboratorijih in v okviru mer, ki ne presegajo nekaj kvadratnih centimetrov. V izogib zgornjim izzivom se je pojavila nišna aplikacija uporabe PSC v notranjih prostorih za napajanje različnih naprav, med drugim tudi v napravah interneta stvari (ang. Internet of Things, IoT). V ta namen je poleg učinkovite sončne celice potrebna tudi zmogljiva elektronika z nizko porabo. V nalogi prikažemo komercialno ugodno elektronsko vezje za črpanje energije iz ene same PSC in spremljanje njenih parametrov. Z uporabo zadnjih standardov Bluetootha in varčnih integriranih vezij smo zmanjšali povprečno porabo pod 10 µA. Tako nizka poraba omogoča uporabo superkondenzatorjev za shranjevanje energije namesto sicer uveljavljenih Li-ion baterij, kar omogoča poenostavitev sistema. Uresničljivost koncepta smo demonstrirali z razvojem samozadostne naprave IoT, ki se napaja iz ene same laboratorijske PSC in skladišči energijo v superkondenzatorju. Z napravo merimo intenziteto svetlobe v prostoru in parametre sistema, ki so posredovani oddaljenemu sprejemniku in se tam zbirajo. Izkoriščanje Bluetooth Low Energy (BLE) promocijskih kanalov omogoča učinkovito enosmerno brezžično komunikacijo, ki ima doseg do nekaj 10 m in omogoča večdnevno delovanje brez energije sonca, ko je superkondenzator do konca napolnjen. Prototip dokazuje, da današnje laboratorijske PSC že omogočajo izgradnjo avtonomnih senzorjev z brezžično komunikacijo. Dobri izkoristki celic že pri zelo majhnih površinah omogočajo generiranje dovolj energije tudi v zaprtih prostorih. S primerno zasnovo elektronike lahko tako dosežemo dolgotrajno delovanje z zelo malo energije, s čimer omogočimo praktično aplikacijo perovskitnih sončnih celic za avtonomno napajanje IoT naprav v zaprtih prostorih.[D. Uršič]20212021-09-07 14:15:00Magistrsko delo/naloga129738UDK: 621.383.51:004(043.2)VisID: 57421COBISS_ID: 75602435sl