Розроблено датчик вуглекислого газу, який працює на сонячній батареї

Випускник FF NSU, аспірант Інституту напівпровідникової фізики SB RAS Karapet Eloyan розробляє датчики вуглекислого газу на основі легких і фотодіодів з використанням індію та алюмінійних антимонидів. Переваги розробки лежать в точності вимірювання та значної економії енергії, які споживають системи очищення повітря – датчики будуть працювати на сонячних батареях. допустима концентрація вуглекислого газу в приміщенні становить близько 500-600 ppm (примітка - мільйони деталей). У місцях застібки людей (шпиталь, державні офіси, банки та ін.), рівень CO2 швидко досягає максимальної норми. У високих концентраціях перевищує 1000 ppm, CO2 викликає усамітнення людей, виражених в соності, головного болю, зниженої продуктивності. Карапет Елоян відзначає, що вимірювальні датчики, що працюють на оптичному методі, успішно використовуються для контролю концентрації CO2.


Принцип роботи оптичних датчиків полягає в наступному: пристрій з джерелом випромінювання (LED) і фотодетектором (фотодіодом) визначає концентрацію СО2 за рахунок здатності газу поглинати світло в вузькому спектральному інфрачервоному діапазоні з смуговим центром 4.23 мкм. Випромінювання проходить через об'єм повітря, що містить CO2, деякі світло поглинаються, а концентрація вуглекислого газу виявлена шляхом аналізу зміни сигналу, отриманого фотодетектором. В якості джерела випромінювання та фотодетектора світла/фотодіоду на основі p-n переходу AlInSb — електрон-холостого переходу антимонидів (з’єднання з металами) індію та алюмінію. Параметри джерела та ресивера дозволили вибрати ширину зони заборонених, щоб максимальне випромінювання впало на місці 4.23 мкм. Прохідна зона - область значень енергії, які електрони в напівпровіднику не можуть володіти Під час роботи, теоретичні спектри випромінювання та фоточутливість структур на основі AlInSb були отримані за допомогою програми моделювання процесів рекомбінації. Експериментальні розрахунки показали, що з урахуванням регулювання коефіцієнта поглинання за структурами індію та алюмінійних антимонидів, обраного джерела та фотодетектора підходять для створення датчика CO2.
р.

Рекомбінація - зникнення пари вільно протилежно заряджених перевізників з випуском енергії в результаті переходу електрону з енергетичного стану в зоні проведення неналежного енергетичного стану в зоні валентності Переваги розвитку – висока точність вимірювань та значна економія енергії (сенсори будуть працювати зі звичайних сонячних панелей). За словами Карапет Елоян, виробництво датчиків CO2 в Росії є лише в його невідповідності, і цей процес відповідає глобальному тренду в розробці «розумних» технологій: - У світі смарт-технологій відбувається революційний зсув, а саме, коли комп'ютери були доступні звичайним користувачем. У багатьох країнах впроваджена система Smart Home, і вона фокусується на різних датчиках. Карапет Елоян підкреслює, що виробництво світло-фотодіодів – це комплексний і дорогий проект, масовий розвиток якого можливе з належним фінансуванням науково-дослідних робіт в цьому напрямку. Довідка: завдання розробки датчика вуглекислого газу було встановлено компанією «Tion Smart Microclimate». Наукова робота була проведена під керівництвом доктора фізико-математичних наук А. П. Ковчавцева. Результати дослідження були представлені на міжнародній науково-практичній конференції 2016.

P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki

Джерело: www.energy-fresh.ru/news/?id=13078