Робота над вдосконаленням конструкції і складових сонячних батарей ведеться постійно. Завдяки їй ефективність цих альтернативних джерел енергії постійно зростає. Але, що досі не вдавалося жодному досліднику – це змусити батарею працювати в негоду. Однак це було досі, до розробки нової команди дослідників з Китаю. Вони створили фотоелемент, який здатний виробляти електрику не тільки з сонячного світла, але і з … крапель дощу.
Нова сонячна батарея створена на основі досить перспективного матеріалу, який вже кілька років використовується в електроніці. Це графен. Серед його численних корисних властивостей вони використовували хорошу провідність, що дозволяє електронам вільно переміщатися по всій поверхні матеріалу.
Китайські вчені виявили, що під впливом води в графені відбувається так звана реакція Льюїса – зв’язування пари позитивно заряджених іонів з парою негативно заряджених частинок – електронів. Це властивість і надихнуло команду розробити нову конструкцію фотоелемента, який зможе працювати під дощем.
Вченим вдалося створити двошаровий структуру з електрично розділеними прошарками між ними знаходиться дуже тонкий діелектрик. У сонячну погоду перший шар працює як звичайна сонячна батарея, створена на основі такого популярного напівпровідника як кремній. Але якщо починає йти дощ, в першому шарі відбувається зв’язування позитивних і заряджених частинок. Другий шар залишається сухим, тому що в ньому розподіл заряджених частинок не змінюється. В результаті такої невідповідності електричних властивостей обох шарів, між ними виникає різниця потенціалів, а це власне те, що і потрібно для генерації електричного напруги. А якщо батарею включити в електричну ланцюг, то через неї і потече струм.
Випробування показали, що новий фотоелемент в дощ здатний генерувати напругу в кілька сотень мікровольт. Його коефіцієнт корисної дії становить майже 7 %. Це, звичайно ж, мало в порівнянні з аналогічним показником роботи сонячної батареї в сонячну погоду, але набагато краще, ніж взагалі нічого.
Китайські дослідники вважають, що при належній увазі до нової технології ефективність батареї можна буде істотно збільшити. Наприклад, можна «погратися» з матеріалами, роблячи перший шар графеновым, а другий з якого-небудь іншого матеріалу.