Energihøster samler energi fra sollys og regndråber

Ved at fastgøre en gennemsigtig nanogenerator til en siliciumsolcelle, forskere har designet en enhed, der høster solenergi under solrige forhold og den mekaniske energi fra faldende regndråber under regnfulde forhold. Den dobbelte funktionalitet kan give en måde at høste energi på med større konsistens midt i konstant skiftende vejrforhold.

Forskerne, Yuqiang Liu et al., ved Soochow University i Kina, har offentliggjort et papir om hybridenheden i et nyligt nummer af ACS Nano .

Hybridanordningen består af en konventionel siliciumsolcelle og en triboelektrisk nanogenerator (TENG), som omdanner den mekaniske energi fra faldende regndråber til elektricitet. Selvom tidligere forskning har vist, at disse to typer enheder kan forbindes med en ekstra ledning, i det nye design er solcellen og TENG integreret ved at dele en fælles elektrode.

"Det største gennembrud i dette arbejde er, at en integreret generator bestående af en solcelle og en TENG blev demonstreret ved at dele en fælles elektrode, " fortalte medforfatter Zhen Wen ved Soochow University Phys.org . "Sammenlignet med tidligere arbejde, det enkle design af den gensidige elektrode reducerer antallet af funktionelle lag, hvilket i høj grad forbedrer outputeffektiviteten."

Den delte elektrode resulterer ikke kun i et mere kompakt design, men det giver også fordele for både solcellen og TENG. I særdeleshed, TENG beskytter solcellen ved at fungere som en vandtæt barriere og forhindrer vand i at trænge ind i silicium. Den teksturerede elektrodeoverflade undertrykker også i høj grad uønsket lysreflektion, forbedre let høst. Yderligere, den teksturerede overflade resulterer i et større kontaktområde mellem TENG og faldende regndråber, hvilket forbedrer nanogeneratorens overordnede ydeevne.

En udfordring, der mangler at blive løst, er den mindre ulempe, at solcellen og TENG ikke kan fungere samtidigt.

"På grund af designet af den gensidige elektrode, solcellen og nanogeneratoren kan ikke arbejde sammen, " sagde Wen. "Så hvis der er en solbyge (solskin og regndråber dukker op på samme tid), vi er nødt til at opgive én funktion af hybridgeneratoren. Men jeg tror ikke, det er ofte tilfældet«.

I fremtiden, forskerne planlægger at undersøge integrationen af ​​hybridenheden i elektronisk tøj.

"På grund af det unikke design, det har fordele ved at være let og have en høj effektivitet, " sagde Wen. "Vi designer nu en fiberformet enhed og forventer at væve dem sammen som et stof. Mit ønske er at fremstille tøj, der kan generere elektricitet fra solskin og regndråber, og brug derefter denne elektricitet til at drive bærbare elektroniske enheder."

© 2018 Phys.org