Новая гибридная солнечная панель производит энергию с помощью солнца и капель дождя

Один из самых распространенных альтернативных источников энергии – солнечная, имеет один весомый недостаток – она не может эффективно работать в пасмурную погоду.

Поэтому команда китайских инженеров разработала гибридный солнечный элемент, который может вырабатывать электричество, используя солнечный свет или дождь.

С помощью трибоэлектрического эффекта солнечная панель производит энергию от движения капель дождя по своей поверхности.

Трибоэлектрические наногенераторы (TENG) создают заряд от трения двух материалов, это часто называют статическим электричеством.

В этом случае исследователи решили воспользоваться движением капель дождя по поверхности солнечного элемента. Для этого они добавили два полимерных слоя, чтобы сформировать TENG поверх фотоэлектрической ячейки.

Верхний слой состоит из полимера, называемого полидиметилсилоксаном (PDMS), а нижний слой состоит из поли (3,4-этилендиокситиофена): поли (стиролсульфоната) (PEDOT: PSS). Чтобы улучшить производительность обоих слоев, полимеры были текстурированны канавками, смоделированными с узора рисунка DVD.

Верхний слой активируется, когда капли воды оседают на нем и скатываются, приводя полимер в контакт с нижним слоем.

Новая гибридная солнечная панель производит энергию с помощью солнца и капель дождя

Пленка PEDOT:PSS действует как общий электрод между TENG и солнечным элементом, проводя энергию от первого до последнего. Чтобы убедиться, что фотогальваническая ячейка функционирует во время солнечной погоды, оба слоя полимера сделали прозрачными.

По словам команды, устройство имеет максимальный ток короткого замыкания около 33 нА и пиковое напряжение разомкнутой цепи около 2,14 В. Это не особенно высокие значения, но вполне достаточно, чтобы продемонстрировать, что концепция работает, и может быть масштабируема.

Это не первый случай, когда исследователи экспериментировали с трибоэлектрическими наногенераторами, чтобы сделать солнечные батареи более полезными в других погодных условиях, но команда говорит, что новое устройство представляет собой более простой дизайн, менее громоздкий и более простой в изготовлении, чем другие.

Исследование было опубликовано в журнале ACS Nano.