Столкнувшись с ограничениями обычных аккумуляторов и снижением эффективности солнечных панелей в пасмурные дни, разработчики предложили инновационное решение, основанное на симбиозе солнца и дождя. Его цель — обеспечить энергетическую автономность портативных и беспроводных электронных устройств, чтобы они могли работать непрерывно как в солнечную, так и в дождливую погоду. Авторы подчеркивают, что разработка этого устройства представляет собой значительное новшество для всей индустрии интернета вещей (IoT), включая датчики окружающей среды (влажность, дождь, загрязнение), структурные датчики (для мостов, зданий), метеостанции и системы точного земледелия.

Галогенидные перовскитные солнечные элементы — это фотоэлектрические устройства, состоящие из синтетических материалов с кристаллической структурой и отличными свойствами поглощения солнечного света. Несмотря на то, что кремниевая технология является наиболее распространенной, перовскитная технология обладает огромным потенциалом для революционных изменений в сфере фотоэлектрической энергетики благодаря высокой эффективности и низкой стоимости. Однако одним из ее основных недостатков является деградация или нестабильность в условиях окружающей среды.

Столкнувшись с этой проблемой, исследователи из Института материаловедения Севильи (ICMS), совместного центра Испанского национального исследовательского совета (CSIC) и Севильского университета (США)
использовали плазменную технологию для создания и нанесения на солнечные элементы защитной пленки толщиной около 100 нанометров. С одной стороны, эта система действует как инкапсулятор, который химически защищает перовскитные элементы и оптически улучшает их способность поглощать свет, а с другой — имеет трибоэлектрическую поверхность (которая генерирует электрический заряд за счет трения или контакта), преобразующую кинетическую энергию капель дождя в электрический ток.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nano Energy, показывают, что новый материал способен генерировать до 110 вольт при ударе одной капли дождя, чего достаточно для питания небольшого портативного устройства. Помимо масштабируемого производства с использованием экологичных технологий, покрытия продемонстрировали удивительную устойчивость к экстремальным условиям, таким как погружение в воду. Они могут непрерывно питать простые электронные устройства, например светодиодные цепи, и позволяют солнечным панелям выдерживать условия окружающей среды, связанные с циклами изменения влажности и температуры.