Учёные из университета гражданской авиации Китая создали крыльевой приёмник для дронов, позволяющий заряжать аппарат прямо во время полёта с помощью наземного лазера. Устройство работает на зелёном лазерном луче и объединяет сразу несколько способов преобразования энергии.
Основная сложность заключалась в том, что мощное лазерное излучение перегревало компактный приёмник до 80–90 °C, что грозило разрушением перовскитного слоя. Чтобы решить эту проблему, инженеры добавили в структуру приёмника нанокристаллы триселенида сурьмы — материал с низкой теплопроводностью, создающий защитный барьер.
Это решение не только сохранило нужный температурный перепад для работы термоэлектрического генератора, но и помогло увеличить размер кристаллитов перовскита, снизив количество внутренних дефектов и улучшив движение электронов.
Разработку возглавил Хань Цзяньхуа, результаты опубликованы в журнале Matter & Light. В основе технологии — тандемная структура: верхний слой представляет собой перовскитную ячейку, настроенную на приём зелёного света с длиной волны около 520 нм, а под ней расположен термоэлектрический генератор, превращающий излишнее тепло в дополнительную энергию.
Именно такое сочетание двух слоёв позволило добиться рекордного КПД, недостижимого для обычных одиночных фотоэлементов.
Как отмечает издание HotHardware, несмотря на успешные испытания прототипа, практическое применение технологии столкнётся с серьёзными трудностями. Потребуются надёжные системы автоматического наведения лазера на движущуюся цель в условиях турбулентности и облачности, а также строгие протоколы безопасности для защиты животных, пилотируемой авиации и наземного персонала от высокоэнергетического излучения.
Кроме того, инженеры встроили в конструкцию крыла каналы воздушного охлаждения, которые обдувают заднюю часть термоэлектрического слоя во время полёта. Это решение одновременно увеличило выработку электроэнергии, снизило аэродинамическое сопротивление и добавило дополнительную подъёмную силу.
В лабораторных тестах полностью собранный приёмник обеспечил стабильное вращение двигателя дрона со скоростью 7820 оборотов в минуту без потери мощности и без перегрева, характерного для неоптимизированных систем.