Hybrid energihøster genererer elektricitet fra vibrationer og sollys

(Phys.org) —Enheder, der høster energi fra miljøet, kræver specifikke miljøforhold; for eksempel, solceller og piezoelektriske generatorer kræver sollys og mekanisk vibration, henholdsvis. Da disse forhold ikke eksisterer hele tiden, de fleste energihøstere genererer ikke en konstant strøm af elektricitet. For kontinuerligt at høste allestedsnærværende energi, forskere har designet og fremstillet en hybrid energihøster, der integrerer en solcelle og en piezoelektrisk generator, gør det muligt at høste energi fra både sollys og lydvibrationer på samme tid.

Forskerne, Dae-Yeong Lee, et al., fra Sungkyunkwan University og Samsung Advanced Institute of Technology, både i Sydkorea, har offentliggjort deres undersøgelse om hybridenergihøsteren i et nyligt nummer af Nanoteknologi .

"Ved at bruge hybridenergihøsteren, to forskellige energikilder kan bruges på én platform, " fortalte medforfatter Hyunjin Kim ved Samsung Advanced Institute of Technology Phys.org . "Dermed kan den samlede udgangseffekt fra hybridhøsteren øges i forhold til hver enkelt høstmaskine. ved at høste to energikilder i én enhed, kontinuerlig output kan genereres, selv når kun én energikilde er tilgængelig."

For at designe mejetærskeren, forskerne henvendte sig til silicium nanopillar solceller til sollys høste halvdelen af ​​enheden. Tidligere forskning har vist, at silicium nanopillar solceller er lovende kandidater som fotovoltaiske enheder på grund af deres lave refleksion, høj absorption, og potentiale for lavpris masseproduktion.

Efter fremstilling af cellerne ved hjælp af en plasmaætsningsteknik og annealingsprocesser, forskerne beklædte toppen af ​​hver celle for at forberede den til placering af den piezoelektriske generator, som blev stablet ovenpå ved hjælp af en spincoating-metode. Sidst, øverste og nederste elektroder klemmer enheden.

Hele mejetærskeren har en højde på blot et par hundrede nanometer, hvor hovedparten af ​​højden kommer fra de 300 nm høje nanopiller i solcellen.

I test, energihøsteren kunne generere elektricitet fra solcellerne med en konverteringseffektivitet på 3,29 %. På samme tid, høsteren kunne generere 0,8 V udgangsspænding, når den udsættes for en 100-dB lyd.

Hybrid-enheden antyder, at høst af både sol- og vibrationsenergi kan muliggøre mere effektiv høst i visse miljøer sammenlignet med en enhed, der kun høster én slags energi.

"Denne energihøster kan være meget nyttig, hvor der ikke er noget elektrisk net tilsluttet, " sagde medforfatter Won Jong Yoo ved Sungkyunkwan University. "F.eks. denne enhed vil være nyttig til at flytte køretøjer, såsom bevægelige både, tog, biler, osv. Udgangen på 0,8 V er blot foreløbige data. Hvis vi optimerer enhedens struktur og fabrikationstilstand, udgangseffekten vil blive øget betydeligt."

I fremtiden, forskerne planlægger at fremstille helt fleksible hybride energihøstanordninger ved hjælp af plastiksubstrater for at høste mekanisk energi mere effektivt.

Copyright 2013 Phys.org
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omdistribueret helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra Phys.org.