پهپادها نقشی حیاتی در نظارت بر مزارع، بازرسی جنگل‌ها و پل‌ها، عملیات امداد و نجات و ماموریت‌های نظامی دارند. با وجود پیشرفت‌های فراوان، مدت‌زمان پرواز این پرنده‌های بدون سرنشین همواره به ظرفیت باتری آن‌ها محدود بوده است.
فرود آوردن پهپاد برای تعویض باتری در بسیاری از موقعیت‌ها غیرممکن یا بسیار خطرناک است. به همین دلیل، ایده‌ی شارژ بی‌سیم پهپادها از روی زمین به کمک پرتوهای لیزر به عنوان یک راهکار انقلابی مطرح شده است.
پژوهشگران دانشگاه هوانوردی غیرنظامی چین موفق شده‌اند یکی از بزرگ‌ترین موانع این فناوری یعنی راندمان پایین گیرنده‌ی پهپاد را برطرف کنند. دستاورد جدید که جزئیاتش در نشریه‌ی علمی Matter & Light منتشر شده، بر توسعه‌ی یک گیرنده‌ی سبک‌وزن تمرکز دارد که سلول لیزری پروسکایت را با یک دستگاه ترموالکتریک ترکیب می‌کند.
سلول پروسکایت مانند یک پنل خورشیدی عمل می‌کند؛ اما به جای نور خورشید، انرژی را از پرتو لیزر می‌گیرد و دستگاه ترموالکتریک نیز از حرارت ایجادشده، الکتریسیته تولید می‌کند.
یکی از چالش‌های اساسی در این روش، داغ‌شدن شدید گیرنده زیر تابش لیزر تا دمای ۸۰ الی ۹۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است که کارایی سیستم را کاهش می‌دهد و به پهپاد آسیب می‌زند. پژوهشگران برای حل مشکل، نانوکریستال‌هایی را به گیرنده اضافه کردند که به‌عنوان سد حرارتی عمل می‌کنند و سرعت انتقال گرما را کاهش می‌دهند. به‌علاوه، با ایجاد کانال‌های هوا زیر بال پهپاد، جریان هوای ناشی از چرخش پروانه‌ها به خنک‌سازی لایه ترموالکتریک کمک می‌کند.
در آزمایش‌های آزمایشگاهی، این گیرنده جدید که زیر بال یک پهپاد ثابت نصب شده بود، پس از دریافت پرتو لیزر سبز موفق شد ۳۸٫۴۹ درصد از انرژی لیزر را به الکتریسیته تبدیل کند. این میزان انرژی برای به حرکت درآوردن پروانه پهپاد کاملا کافی بود. گام بعدی پروژه، آزمایش فناوری یادشده در فضای باز و در شرایط واقعی پرواز است تا کارایی‌اش در مواجهه با باد و تغییرات جوی سنجیده شود.
نظرات کاربران